水銀柱について

大気圧と水銀柱の実験ってみんなが知ってるように大気圧が水銀を押す力と逆さガラス管内の７６０mmHGが水銀を押す力がつり合っているってやつです。しかしどこの参考書見ても「圧力」が等しいとしか書いてありません。圧力は単位面積あたりに及ぼす力ですよね。圧力×面積＝力だったらガラス管の太さを一定にして水銀の入ってる容器の面積を広げたらより多く大気圧が働く場所が増えるのでその力につり合うために逆さガラス管内の水銀が増えてしまうんじゃないでしょうか？？　さらに参考書には「ガラス管内の内側と外側の液面差は、管の太さのよらず７６０mmとなる」と書いてあります。圧力が等しいだけじゃ説明になりませんよね？？なぜですか？？　
教えてください！おねがいします。

No.4 回答者： sak_sak 回答日時： 2006/08/05 02:33

容器内の水銀にかかっている大気圧すべてを、ガラス管内の水銀が押さえいるわけではありません。

ガラス管が無い場合を考えてください(実際にやると水銀蒸気が出るのでまずいのですが)。
容器に入っている水銀は水平なまま上に登っていくなんてことはありませんね?
大気と水銀が等しい力で押し合っている(つりあっている)からです。
大気は下向きに押していて、水銀は上向きに押しているわけです。

ここでガラス管を導入するわけですが、ガラス管によって大気圧は支えられるため、
ガラス管の下にある水銀は、下向きに押さえられていた力なくなったわけですから、
上向きの力によって水銀が上がっていくわけです。
つまり、ガラス管の中にある水銀と釣り合っているのは、
ガラス管の下(境界は容器の水銀面の高さ)にある水銀が押す力だけなのです。

No.3 回答者： w-palace 回答日時： 2006/08/04 21:52

水銀柱の部分では、　表面１cm2あたり、水銀76cm3が乗っかっている。

水銀柱以外の部分は、表面１cm2あたり、水銀76cm3に相当する重さの空気が乗っかっている。
結果的に、内部と外部では乗っかっている物質（上から押している押している物質）は違うけども押している力はどの部分を比べても同じになっている。
そのために全体がつり合っている。
・・・ということで納得はできませんか？

No.2 回答者： Willyt 回答日時： 2006/08/04 21:39

　水銀柱を太くすると確かに底面積が増加して、空気圧による力が増えます。

しかし、水銀柱の質量も底面積に比例して増えますから、空気圧の増加分だけ水銀にかかる重力も増えることになりますね？　だからちゃんと釣り合ってます。

No.1 回答者： leo-ultra 回答日時： 2006/08/04 21:31

液体の性質として、その一部に加わった圧力が他の部分にも等しい圧力として伝わるという性質があります。

（なんとかの法則と名前がついていたような。）

油圧を使って小さな力で大きな力を発生させたりします。

液体がある一定の形を保っている場合は、各部分にかかる圧力がつりあっていることを意味します。

この水銀の実験でも水銀の形が一定なっているので、
ガラス管の付け根の部分と大気圧がかかている部分の「圧力が等しい」ということです。