トリチェリの真空の原理がよくわかりません。ご教示ください。

「標準大気圧が水銀柱760MMの高さがその底面に及ぼす圧力。」と定義で書かれています。youtubeのでんじろう先生の実験では、
①ビーカーに水銀を入れている。
②空の円筒（１m）をビーカーの中に突っ込み、円筒にも水銀を足す（その際、水銀柱の底面を手で押さえている。）
③水銀柱底面の指を話すとビーカーに水銀が流れるが76cmの所で水銀が止まる。
④水銀柱上部は密栓しているわけではないのに、空洞部分が真空であると主張していた。

疑問点
１.④の上部が密栓している状態でないのに真空である理由。空気が入ってしまうのではないか？
2.円筒の太さに関係なく760mmの高さで止まるものなのか？だとしたらそれはなぜ？
3.結局何が起こっているのか？ビーカーにかかる大気圧と、水銀にかかる重力（Mg)が釣り合っているという意味？
4.結局大気圧ってすごいの？

以上となります。よろしくお願いいたします。

質問者からの補足コメント

• 一部訂正があります。
  １．④は密栓してありました。透明だったので分かりづらかったです。すみません。真空であることが確認できました。
  ２.は結局空気の表面積cm^2に比例するので、パイプの太さは関係ないことを確認。違っていたら伍してください。
  
  ３と４だけお答えいただければと思います。

    補足日時：2023/07/03 10:23

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2023/07/03 10:20

＞１.④の上部が密栓している状態でないのに真空である理由。

空気が入ってしまうのではないか？

②の後で、円筒の上端を密閉していませんか？
もし密閉していないのなら、③で「76cmの所で水銀が止まる」ことはなく、ビーカーの液面まで下がるはずですよ？

＞2.円筒の太さに関係なく760mmの高さで止まるものなのか？だとしたらそれはなぜ？

「大気圧のよる力」と「760 mm の水銀の重力」がつり合うからです。
円柱の「ビーカー液面の高さ」での力のつり合いを想像してください。

＞3.結局何が起こっているのか？ビーカーにかかる大気圧と、水銀にかかる重力（Mg)が釣り合っているという意味？

#2 に書いたように、そのとおりです。

＞4.結局大気圧ってすごいの？

すごくはありません。その程度ということです。
水深 10 m の水圧が「１気圧」ですから。
（大気圧 + 1気圧なので、「絶対圧」としては「２気圧」になっています）
「水の高さ 10m = 水銀の高さ 0.76 m」ということ。「比重、密度：13.6 g/cm^3」を考えれば当たり前のことです。

この回答へのお礼

申し訳ありません。透明の密栓がされておりました。ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2023/07/03 10:26

No.4 回答者： chiha2525 回答日時： 2023/07/03 20:36

水銀も、蒸発したりして拡散しますから真空などというにはほど遠い”真空”だったりするのですけどね。

などと混乱させてみるｗ

No.3 回答者： himagene 回答日時： 2023/07/03 12:16

＞3.結局何が起こっているのか？ビーカーにかかる大気圧と、水銀にかかる重力（Mg)が釣り合っているという意味？

ビーカーは普通ガラス製なので圧力がかかっても大きな変形はせずに破壊するだけです。圧力がかかっているのはビーカー内にある水銀液の表面です。液体や気体の一部にかかった圧力は液体（気体）中を伝わります。
＞4.結局大気圧ってすごいの？
すごいか凄くないか、あるいは大きいか小さいかは主観の問題（比較の問題）なので答えようがありません。答えて欲しければ「何に比べて」大きいとか小さいとかを問う必要があります。

No.2 回答者： ssawatake 回答日時： 2023/07/03 11:37

３．その通りです。

４．大気圧は凄い圧力です。
1平方メートルに10トンの力が掛ります。
つまり、1平方メートルの上に上空にまで乗っている空気の重さです。
底面が1m×1mで、高さが3万メートル位の空気の四角柱の重さです。