地球の大気の層は上に上昇するにつれ大気の重さは変わりますか？

おねがいします。

質問者からの補足コメント

• また、大気中にはどのような主成分が含まれていますか？

    補足日時：2022/02/28 16:22

• 大気より軽い物質が撒れた場合、真空まで到達するでしょうか？

    補足日時：2022/03/01 18:56

No.11 回答者： yos1912 回答日時： 2022/03/06 18:47

大気の成分については先に回答したとおりです。

高度によって違います。高さ２５～５０km付近ではオゾンが増えるということは知っていますね。

　軽い物質が蒔かれた場合ということですが、空気より軽いのは空気しかありませんからそれで答えます。
　空気というのは、中で分子や原子が自由に動き回っています。その速さは温度と分子原子の重さ(分子量・原子量)に関係してきます。水素とかヘリウムとかは軽い空気に属します。
　地球上空で空気が薄くなってくると、分子原子は他のものと衝突する機会が少なくなります。まっすぐ進む距離が長くなってきます。これが極端な場合はロケットと同じと考えていいでしょう。地球の引力を振り切って宇宙に逃げていってしまいます。
　水素とかヘリウムとかは地球の引力を振り切るくらいの速度で動いていますから宇宙に逃げていってしまいます。地球ができたときに、周辺にたくさんあった水素やヘリウムは地球にとどまっておくことができませんでした。そのために地球の大気には木星や土星のように水素ヘリウムが含まれていません。

No.10 回答者： kairou 回答日時： 2022/03/01 20:36

＞大気より軽い物質が撒れた場合、真空まで到達するでしょうか？

大気より軽くても 気体がある限り 真空とは言えないでしょう。

No.9 回答者： yhr2 回答日時： 2022/03/01 19:35

＞大気より軽い物質が撒れた場合、真空まで到達するでしょうか？

大気の中にあるものには「大気による浮力」が働きますが、その「大気」はない真空では「浮力」は働きません。

物質にはどんなに「軽い」ものであっても「質量」がありますから、地球からの重力が働きます。
なので「浮力がなくなる」「重力が働く」限り地球に縛られ続けます。

もう少し、きちんと「科学的思考」をされてはいかがですか？
中学校までの「理科」の知識で十分ですから。

No.8 回答者： kairou 回答日時： 2022/02/28 19:10

＞大気中にはどのような主成分が含まれていますか？

大まかに言えば、窒素(N) 80％ , 酸素(O) 20％ 。

No.7 回答者： yhr2 回答日時： 2022/02/28 17:36

No.4 です。

「補足」について。

＞大気中にはどのような主成分が含まれていますか？

大気の成分は、水蒸気を除けば
・窒素：78.08％
・酸素：20.95％
・アルゴン：0.93％
・二酸化炭素：0.03％
などです。

参考
↓
https://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/h01090.htm

No.6 回答者： yos1912 回答日時： 2022/02/27 22:29

文が曖昧なので、｢大気の層は高いところほど密度が大きくなりますか｣と解釈して回答します。

体積は一定として密度を決める要素についてみていきます。
　関係しそうなのはまずは圧力です。一般的には上に乗っている空気の重さと考えていいので、上空ほど圧力は小さくなります。圧力が小さくなると、体積が大きくなります。同じ体積中に入っている物質の量が少なくなりますから、密度は小さくなります。
　２番目は温度です。体積は絶対温度に比例します。温度が高くなればその分体積が大きくなりますからやはり物質の量が少なくなります。温度については上空１０～２５kmが－５０℃、５０kmが０℃、８０～１００km付近が－１００℃、１２０km以上が１２００℃となっています。この温度変化に従って、空気の密度は変わってきます。
　もう一つあります。高度が５０kmより高くなってくると、それまで大気の主成分が、窒素酸素分子だったものが、窒素酸素原子に置き換わってきます。その分密度が小さくなっていきます。

　以上を総合的に見ると、基本的には上空ほど密度が小さくなっているといえますが、１０～２５kmと８０～１００km付近でその上下より密度が大きくなります。この影響で、この高さ付近で宇宙から落ちてきた微粒子が、大きな抵抗を受け熱を持って光り燃え尽きます。このようにしてできるのが流れ星です。

　１２０ｋｍ以上になると話は少しやっかいになります。空気は電離(電子がはぎ取られている)していてプラズマという状態になっています。この場合はかなり複雑になります。プラズマは気体固体液体(大気)とは別の状態として扱っていますので、ここでの説明は省略させていただきます。

No.5 回答者： satouhiroshi 回答日時： 2022/02/27 09:47

大気が対流して空気が上昇するのは、高さ１０～１６kmまでで、「対流圏」と呼ばれます。

これより上では、上空に向かって気温の低下率が小さいか、 逆に気温が上昇するようになります。 このような気温分布の大気では、対流が起こり難くくなり、高さ50kmあたりまでを「成層圏」と呼んでいます。大気の層は、高度が高い程、薄くなり、単位体積当たりの大気の重さは軽くなります。
　国際航空連盟(Federation Aeronautique Internationale: FAI)という組織が、高度100kmから上を宇宙と定義しています。 なお、米国空軍は80kmから上を宇宙と定義しています。高度100kmの気圧は、高度0m(海抜0m)の場所の気圧の約100万分の1です。
　高度100kmに届く高い塔(宇宙塔)を建設して、ここから地表に高真空の気密チューブ軌道を敷設し、この軌道の高さ100kmの出口を解放すれば、チユーブ軌道の全区間が高さ100kmと同じ、海抜0mの気圧の約100分の1気圧になります。
　海抜0mの位置から3,328kmを水平に、その先は、上昇傾斜角30度で直線に200km、超電導リニアモーター駆動で射出体を加速度2G (19.6m/s²)で、10分間、加速して走行させると、高度100kmの軌道の出口では、第２宇宙速度に達して、射出体は、地球の引力を振り切って、地球引力圏外(地球重力圏外)の大宇宙に旅立つ事が出来ます。これを「宇宙塔マスドライバー」と呼びます。詳しくは、下記のURLのブログを御覧下さい。
http://blog.livedoor.jp/satou_hiroshi_4649/archi …
　射出体が宇宙塔から大宇宙に旅発つ様子は、銀河鉄道999 (C 松本零士/小学館/東映アニメーション)が空/宇宙に伸びた傾斜軌道から旅発つイメージに似ています。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2022/02/26 23:59

物質の質量はどこにあっても同じですが、上空に行けば「気圧」が下がって「体積」が増えますので、「密度」は小さくなります。

つまり「同じ体積なら質量は小さく」なります。

さらに、「万有引力の法則」は、2点間の距離の2乗に反比例しますから、地球の中心から遠くなる上空ほど地球との引力（重力）は小さくなりますから、「重量」に相当する「重力」は小さくなります。

この2つの相乗効果で、大気は上空へ行くほど「同じ体積の空気に対する重力が小さい」つまり「同じ体積の重量が小さい」ことになります。
地球から一定距離以上離れれば、大気の重さは「ほぼゼロ」になります。

No.3 回答者： GOMΛFU 回答日時： 2022/02/26 21:51

大気の層は上に上昇しません

No.2 回答者： nabe710 回答日時： 2022/02/26 21:46

地球の重力に引きつけられて大気は存在していますので、自ずと高度が増すほど薄くなります。

この大気の層を大気圏、そのことを宇宙空間と呼び分けています。
大気圏はおよそ高度100kmとされています。