大気圧はなぜこんなにも大きいのか？

1気圧では1平方メートルあたり約10000kgの物体にかかる重力と同じだけの力が働いています。
計算するとこれだけの力がかかっていることはわかります。
しかし日常生活ではこんなにも大きな力がかかっているようにはとても感じません。

なぜこんなにも大きな力が生まれてくるのでしょうか。

「空気の重さ」と考えてよいのでしょうか。


教えてください、お願いします。

No.7 回答者： lexanblue 回答日時： 2005/05/21 15:58

他の方々の回答を参考にして再度回答させていただきます。

大気圧の発生する原因は、空気の重さ（正確には質量）と地球の重力によるものですが、大気圧は圧力です。
気体でも液体でもその中にあるものには均一に圧力がかかります。
つまり、体重計にのったときなぜ空気の重さ分が加算されないかというと、
その空気の重さが気体の性質によって、地球上にいる人間から見れば大気圧という圧力（分散された重さ）に変わってしまうんです。
気体の圧力である大気圧は、気体の性質として体重計の板の上にも裏側にも空気のあるところ均一にかかっているので、
大気圧分は差し引きゼロになるわけです。もし体重計の裏側を真空にできれば体重計の表側に大気圧がかかってきます。
だから体重計の上だけの気体の重さは実際には測定できないんです。
どうしても空気の重さを体重計で測りたいというのであれば、大気圧を発生する空気の体積分を
冷却して液体空気とか固体空気にして容器に入れて体重計にのせるしかないでしょう。
こういう物理の世界というのは、概念的な世界で、実際のもので説明するのは難しいと思いました。

No.6 回答者： k_riv 回答日時： 2005/05/21 11:32

環境、気圧そのものについては、他のいい答えがありそうなので、全く別の視点から。

例えば、
時速１００km/hで飛んでいる飛行機（こんな遅い飛行機は実際にはないでしょうが、）の中でキャッチボールをします。投げられたボールの速さは、時速１００km/hです。すると、ボールの速さは、進行方向に投げたときは、１００＋１００＝２００km/hですが、反対に投げたときは、１００－１００＝０km/hで、止まっていることになります。
でも、飛行機の中では、ちゃんとキャッチボールができます。つまり、自分が飛行機の中にいるか、地上にいるかで感覚が異なってきます。止まって見えたり、速くなって見えるのは、見る人が地上にいるからです。飛んでいる飛行機の中にいる人にとってボールの速さは、どちらに向かって投げても１００km/hです。飛行機の速さが関係するのは、飛行機の外から見るときだけです。

地上から見ると
ボールの速さ＝飛行機の速さ±ボールの速さ

飛行機の中から見ると
ボールの速さ＝±ボールの速さ

となります。

この考え方を、この質問に応用しますと、

地球の中で生活している人にとって、1気圧は、時速１００km/hの飛行機の中にいるのと同じ意味です。地球の外から見ると、1気圧はとっても大きい圧力ですが、実際地球の中で生活している体重６０kgの人の感覚は６０kgだけです。

地球の外にいる人が、地球上にいる人を見たときの感覚＝1気圧＋６０kg
となり、すごい重さですが、

地上にいる人の感覚＝６０kg　
で、普通の感覚です。

人の感覚は、見る位置、見る立場によって変わる、即ち、相対性理論を実感していることになると思います。

No.5 回答者： noname#12001 回答日時： 2005/05/21 11:24

地球の重力が空気をつなぎとめており、水の単位で気圧を決めたら、そういう数値になっただけのことです。

この圧力は足の裏にもかかっているし、血管内や皮膚そのものにも内側と外側からかかっています。上からかかっているとなぜかおもってしまうので、すごく重苦しく感じるのでしょうが、したからもかかっているとおもうと軽く感じるはずです。都合、いっしょですね。
仮にですが、体の比重が（水ではなく）空気と比べて１以下であったら、人間も空中を散歩できます。
なんか楽しくなってきますね。
比重（密度）と圧力と重力の関係がごっちゃになるので、楽しくなったり、わからなくなったりします。
そこで、えらい人は物理常数というものをつくって、決め付けて、あれやこれや考えておられるようですが。

No.4 回答者： lexanblue 回答日時： 2005/05/21 11:09

大気圧を感じないのは、すべての物に大気圧がかかっており、バランスが取れているからです。

大気圧を実感するには、真空状態を

作るしかありません。缶の空気を真空ポンプで抜くと缶がペシャンコになります。（大気圧に耐える強度をもったものはダメですよ

）この力の発生する理由は、空気の成分である窒素、酸素、アルゴン、二酸化炭素などの気体の重さです。気体となめてはいけませ

ん。空気中の窒素は、１立方メートルあたり、なんと、約１ｋｇあります。空気全体では、１立方メートルあたり約１．３kgです。

この密度に空気の存在する高さ（空気は徐々に薄くなるので正確には出ない）を掛けたものが、大気圧の１００００ｋｇ／ｍ２を発生している訳です。まっ、エベレストの高さ（８８００ｍ？）だと空気ボンベが必要なので、あの高さには空気はほとんどないでしょう。空気の重さを実感するのは風ではないでしょうか。気圧差による空気の流れの訳で、空気に重さがなければ風を感じることもありません。じゃ、なぜ空気は宇宙に飛んでいかないか、それは、空気と地球の間に万有引力が働いているからです。人間が宇宙へ飛ばされないのと同じです。

No.3 回答者： a987654 回答日時： 2005/05/21 11:03

＞大きな力がかかっているようにはとても感じません。

人間の体内にも同じ圧力が掛かっていて±ゼロになっているから
感じないだけです。
人間を真空中にいれ（体外の空気圧力をなくし）たら爆発してしまうでしょう。
＞「空気の重さ」と考えてよいのでしょうか。
その通りです遥か上空にある薄い空気まですべてを垂直にすると、
海抜０ｍの地点で、約１ｋｇ/cm^2になるのです。
（何処でも同じということではありません、
　緯度により引力そのものが異なりますから）
高山は気圧が薄いといいますよね。
そのまま延長高い所に行けば（ロケットなど）真空＝気圧ゼロになりますね。

No.2 回答者： keiji29 回答日時： 2005/05/21 10:32

　　　地球の環境による適合

つまり、地球上で進化した生物は、その環境で活動するために必要な体の構造をしているのですよ。
　だから、宇宙飛行士や潜水士が、全く違う環境で生活をするときには、訓練をして、体を一時的に違う環境に耐えれるようにしているのです。

　気圧とは、通常
　　　空気の動きによって発生する圧力
と考えればよいかともいますし、
　　　空気そのものの重さ
と解釈しても良いかと思います。

No.1 回答者： fuy_ukky 回答日時： 2005/05/21 10:12

僕は、釣りをよくするのですが、

深海魚もきっと、同じことを思っているでしょうね。
水に深く潜ってみると実感出来るかも。

この回答へのお礼

面白いご回答ありがとうございます。

きっと深海魚が水圧を感じないように普通にしていると人間も大気圧を感じないのかなと思いました。

お礼日時：2005/05/22 00:18