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内容積が1リットルの頑丈な鉄の箱が3個あります。
Aは通常の空間(1気圧)においてから蓋を閉じて密閉、
Bは中の空気を抜いて真空にしてから蓋を閉じて密閉、
Cは中の気圧を2気圧にしてから蓋を閉じて密閉します。
それぞれをバネ秤に載せて重さを測ると、
BとCはAに対して何グラム重い、もしくは軽くなるでしょうか?

gooドクター

A 回答 (6件)

頑丈な箱の体積が一切変わらないとすれば


・Aを基準にして、
・Bは「1気圧の空気の質量」分だけ軽い(空気は、理想気体とみなせば標準状態で 1 mol の体積が 22.4 L なので、1 L なら 1/22.4 mol。つまり、「軽い」は空気の mol 質量の 1/22.4 の質量)
・Cは「1気圧の空気の質量」分だけ重い(Aに対して、2気圧にするためにさらに1 L の空気を追加したことになるので)
ということになります。

空気の mol 質量は、N2 が 80%、O2 が 20% とすれば約 30 g なので、
・BはAよりも約 1.3 g 軽い
・CはAよりも約 1.3 g 重い
ということになります。

極端な話をすれば、「風船」や「気球」が「水素ガス」や「ヘリウムガス」や「熱した空気」で浮き上がるのだから、鉄の箱が十分に軽ければ、Bは空気の浮力で浮き上がります。

気球や飛行船のことを考えれば、「浮力」=「その体積の空気の重さ」(アルキメデスの原理です)なのだから、空気が相当に「重い」ことが分かるはずです。
上のように、「1リットルで 1.3 グラム」ですから、「1 立方メートル(浴槽ぐらい)で 1 キログラム」の重さになります。

https://www.ssc.slp.or.jp/faq/science-qa-box/qab …
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この回答へのお礼

回答、ありがとうございました。
なるほど、1.3gの差ですか。これでは普通の秤で測定できないわけですね。

お礼日時:2020/04/25 18:52

タイヤチューブでも何なりと実験お願いします。

精密秤で重さはABC同じです。たいへん興味あるので、待ちわびております。期待を裏切らないよう、宜しくお願いします。
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No.4 です。


分かりやすい「似た例」を挙げれば、「空気中」の代わりに「水中」にして、

・A:容器に水を入れて水に沈める
・B:容器に空気を入れて水に沈める
・C:容器に水より重い液体、たとえば「水銀」を入れて水に沈める

ときの「沈み具合」を考えればよいです。もちろん、上から「ばね秤」で重さを測ってみればその数値が分かります。
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この回答へのお礼

回答、ありがとうございました。

お礼日時:2020/04/25 18:52

全て同じ重さかと思います、僕の回答は空気=大気。

なので鉄の箱が同じ重さならば、鉄の箱の重さがバネ秤で計る事だと思います。箱の中にある、なしにせよ、箱にかかる重力と外気圧は同じだからと考えます。これは、自論です。
A気体。B無し。C液体(しかし湿度ともいえる)。
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外気圧を考えないと?



内気圧だけ変えても計れません
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条件不足で答えられません。


温度は皆同じかい?
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