重力と大気圧とトリチェリの実験

重力１G、大気圧0atmでトリチェリの実験を行った場合、水銀柱の高さはどうなるでしょうか。
また、大気圧0atmでも、温度は十分低く、水銀は液体で存在していると仮定しています。
よろしくお願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： iapetus 回答日時： 2013/09/28 23:47

計算方法が判らないことはご了承ください。

大気圧０における実験は、約１気圧の環境において、水銀柱内も１気圧である場合と、結果は同じになります。
（上下が蓋がされておらず、解放された状態で実験すれば良い。）

水銀柱用のパイプが十分太ければ、#1さんのご回答で、正解と言えるかもしれません。

しかし実際は、水銀柱の液面は、器にプールされた水銀の液面より、理論的に下がることになります。
水銀分子は、水分子のような「水素結合手」を持たないため、液体水銀はパイプの内面を水のように上らず、パイプの口に幕を張るような力（まさに張力）が働くため、パイプ内の液面は、水銀プール面より下がり、その液面は凸形になるのです。

↓こちらの資料３ページ目、「図8-2　毛細管現象」を参照
http://www.amsd.mech.tohoku.ac.jp/Thermoacoustic …

但し、、パイプ内の液面が下がったものを、『水銀「柱」』と呼んでいいか、という議論はあるかもしれませんが。

この回答へのお礼

お示しくださった参考資料も見てみました。
水銀の液面が下がる！とは、初めて知りました。
ありがとうございました。

お礼日時：2013/09/29 10:16

No.4 回答者： uen_sap 回答日時： 2013/10/01 16:59

圧力を論じるときに気をつけなければならないのは、ゲージ圧力なのか絶対圧力、どちらで話しているのかあきらかにしてください。

No.3 回答者： CC_T 回答日時： 2013/09/30 13:39

No.1回答通り、ゼロになります（※）。

あれは真空部分が「引っ張って」いるのではなく、大気圧が「押し上げて」いるのですから。
押し上げるものがいなくなれば、水銀は自重で下がる。
不思議ではなく、当然の事です。

逆にトリチェリの管の「真空部分」の方を１気圧になるまで加圧してやったらどうなると思います？
つまり管に穴をあけて圧力差ゼロにした状態と同じですから、管の中の水銀が全部下に落ちますよね。


※厳密に言えば、外部をゼロatmにした場合、管の中の水銀面の方が外より僅かに低くなるはずです。
管の中は水銀蒸気で満たされた状態であり、ゼロatmではないため（ちなみにこの「水銀の蒸気圧」は温度に応じて変化します）。

No.1 回答者： mpascal 回答日時： 2013/09/28 19:23

圧力０なら、水銀柱高さもゼロかな。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
やはりゼロですか。その図を想像すると不思議な感じがします。

お礼日時：2013/09/29 10:10