空気の重さは？

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？

No.6 回答者： よしおじさん 回答日時： 2020/04/25 16:41

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。

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2020/04/25 01:09

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。

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

No.4 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2020/04/25 01:03

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 …

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

No.3 回答者： よしおじさん 回答日時： 2020/04/24 22:48

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)。

No.2 回答者： boxcardbox 回答日時： 2020/04/24 22:47

外気圧を考えないと？

内気圧だけ変えても計れません

No.1 回答者： himagene 回答日時： 2020/04/24 22:39

条件不足で答えられません。

温度は皆同じかい？