空気が上昇するということについて

私立中学入試問題です。
添付の問題，問４で，「Ａが外から力を受けなくても自然に上昇できるようになるのは，」という意味がまったくわかりません。
自然に上昇するとは，どういうことなのでしょうか？

問題では，空気の２種類の上昇のしかた（６行目から８行目と，９行目の「また，～」から11行目）が述べられているようですが，そのあたりがそもそもわからないのです。
おわかりになる方がいらっしゃいましたら，なるべくわかりやすく，どうぞよろしくお願い致します。

手書きで記入した部分は，無視していただいてかまいません。

No.2 回答者： ssawatake 回答日時： 2024/08/27 20:49

悪問題だね。

外から力が加わるから上昇するんだけどね。
浮力によってAが上昇する訳なんだけど、この浮力を「外から力が加わらない」と言う前提で問題が作られていて、悪問題。

問題の前半は、大気は高度が高い程温度が低い事が説明されていてグラフもある。

Aの塊を高度を上げて行くと温度が下がるけど、同じ高度へ固まりをもって行った方が、その高度の大気温度より低くなる、と書いて有る。

Aの塊を高度を上げて行く力は外部の力であって浮力。
温度が高い空気は密度が低いから、周りの空気から浮力を受けて上昇する。

この浮力の事を、この問題では「外から力を受けないで自然に上昇する」と言う暗黙の仮定で話が進んでいる。

この回答へのお礼

ご回答，感謝いたします。
たいへん勉強になりました。
どうもありがとうございましたm(__)m

お礼日時：2024/08/28 14:12

No.1 回答者： kairou 回答日時： 2024/08/27 20:33

空気は 温度が高くなると 膨張しますから、

同じ体積なら 軽くなります。
上に行くほど 温度が低くなりますから、
同じ体積では したの方が 軽くなりますね。
従って 下の空気が 上昇していきます。

上に行った空気は 温度が下がりますから、
同じ体積なら 重くなります。
つまり 上の空気は 下に降下してきます。
実際は 上の空気と 下の空気は 常に入れ替わっているのです。

この回答へのお礼

ご回答，感謝いたします。
たいへん勉強になりました。
どうもありがとうございましたm(__)m

お礼日時：2024/08/28 14:12