中学理科 気圧 気圧は大気の重さによって生じるものだと習ったのですが、ネットで調べてみると、重さでは

中学理科 気圧
気圧は大気の重さによって生じるものだと習ったのですが、ネットで調べてみると、重さではなくて、空気の分子運動によるものだと言っている人もいました。どちらが正しいのでしょうか。教科書には重さによるものと書かれていましたが、なぜ気圧は下や横からもはたらくのでしょうか。

No.1 回答者： wandermountain 回答日時： 2022/12/11 20:58

どちらも正しいのではないですか。

重さというのは、実際には、地球の引力つまり、重力であり、その力により、空気が地球表面近くに滞在するわけです。かと言って、地面に落ちないのは、分子運動があるから。
その影響を受けるのが、気圧。

No.2 回答者： mabuterol 回答日時： 2022/12/11 21:15

気圧と似た言葉に水圧や油圧があります。

いずれも圧力ですね。よって圧力とは何か。

おおざっぱに説明するならば、ギュッと凝縮された流体が、四方八方に拡散しようとする（単位面積あたりの）力の事です。ギュッと圧縮されたものが拡散するから上下左右あらゆる方向に均一に働きます。

【大気圧】の場合は、空気は何によって凝縮されているかと言えば重力です。しかし気圧と一般化した場合に重力によって生じるとは限らないのです。

例えばスキューバダイビングに使う空気ボンベ。あの中には、空気ポンプで高圧に圧縮された空気が詰め込まれています。その気圧の元になったのはポンプの力学的エネルギーです。

ショベルカーが動くのも、飛行機の可動翼が動くのも、油圧ポンプで高圧に圧縮した油のエネルギーを使います。

水道の水が出てくるのは、水道局が水圧を高く保ってくれているからです。（高層のマンションやビルの場合はポンプでもって水を汲み上げて、位置エネルギーを使いますが）

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2022/12/12 09:44

どちらも正しいです。

地球の重力がなければ、大気の分子は宇宙空間に拡散していってしまいます。それを地球の周辺に閉じ込めているのが「重力」つまり「空気の重さ」です。
正確には、空気を構成する気体分子の重さ、空気を構成する気体分子と地球との万有引力、ということです。

かたや、「風船や宇宙船の中に閉じ込められた空気」は圧力を持ちます。
その圧力とは、気体分子が運動して風船や宇宙線の壁、あるいは中にいる人間や物体に衝突する「衝撃力」により発生します。気体分子はランダムな方向に運動していますから、壁や物体のあらゆる方向に同じ大きさの圧力がかかります。

この「圧力」は、気体分子が「閉じ込められている」から初めて発生します。
その「閉じ込める」働きの源が、上に書いた「大気の重さ」（地球との万有引力）です。

つまり、地球の大気の「気圧」は、
・地球の重力によって「地球の大気圏」に閉じ込められた大気
が
・その大気を構成する気体分子の運動によっていろいろな物質に衝突する
ことによって発生しています。

圧力、気圧は「分子の運動が激しい」ほど「高く」なります。
地球の大気圏の大きさは、地球の重力の大きさと、その「分子の運動の激しさ」のバランスで決まっています。
風船の大きさが、中に入れた気体の圧力と、風船のゴムの伸縮力のバランスで決まるように。（ゴムの伸縮力が、地球の重力の大きさに相当する）