出産前後の痔にはご注意!

炭酸飲料を振ったらどうして二酸化炭素があんなに出てくるんでしょうか?

学校の先生に聞いたら「・・・(すみません。名前忘れました)の法則を考えたらすぐわかる」って言われたんですが、いまいちよくつかめません。

その法則というのが、気体は温度が低く、気圧が高いほどよく液体に溶ける、という内容のものでした。

そこで、考えてみたんですが・・・
1.炭酸飲料を入れたペットボトルを用意する。
2.振る→ペットボトル内の温度が少し上がる
3.二酸化炭素が出てくる
4.ペットボトルの中の液体がない部分に二酸化炭素がたまる。→気圧が上がる。
5.ふたを開ける→気圧が急激に下がる
6.炭酸飲料に溶けていた二酸化炭素が一気に出てくる
7.二酸化炭素と一緒に炭酸飲料もペットボトルから吹き出す。
こんな感じでいいんでしょうか?

でも、よくわからないのは、2のところです。
ちょっと振ったくらいで、そんなに温度があがるものなのでしょうか?

とりあえず、そこで考えがつまってしまい、
どうしようもなくなってしまいました。
ちょっと振っただけではペットボトル内の気圧を
外気圧との差がたくさんできるほどあげることはできないのではないでしょうか?

分子どうしがぶつかって、どうにかなってるものなのでしょうか?

それと、学校の先生が言ってたのですが、高分子有機化合物が高速で動く際に
何かと衝突してその結合が離れることがあるらしい、ということです。

よくわからないのですが、それが何か関係あるのでしょうか?

よくわかりません。
高校2年生くらいのレベルで理解できる内容で、詳しく説明をお願いいたします。

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A 回答 (8件)

> 学校の先生に聞いたら「・・・(すみません。

名前忘れました)の
> 法則を考えたらすぐわかる」って言われたんですが、いまいちよく
> つかめません。

んー、すぐにはわからんのでは。
以前の方の回答を参考にして、私の考えを述べます。

まず、ふたを開けると泡が出るのを説明します。
高い圧力ではたくさん二酸化炭素が溶けることが出来ていたのが、
ふたを開けると、入れ物の中の圧力が下がり、あまり二酸化炭素が
溶けることが出来なくなったからですね。
これはヘンリーの法則(というのかな?)です。
しかしこれだけでは振った方が振らないよりたくさん泡が出ることは
説明できません。そこで、泡の出方を考えてみましょう。
これは、前の回答にもありますように、泡がよく出るためには
核というものが必要になります。核がないと泡はできにくいです。
コップに炭酸飲料を注いだとしましょう。
このとき、そっと注ぐと泡はあまり出ませんね。
このときの炭酸飲料の中の二酸化炭素は本当はぶくぶくと外に
出たいのですが、核があまりないため(つまりコップが綺麗なため)、
出にくくなっています。でも、コップに少しだけ汚れがあると、
そこからしばらく泡が出続けるのを見たことがありませんか。
ここでもしたくさんの汚れがあればたくさん泡が出ることが期待され
ますね。

ここで問題の、振るとどうなるかですが、振ると容器の中で小さな
泡がたくさん出来ますね。よく振れば泡が細かくなり、細かい泡は
なかなか上にあがってこず、いつまでも液の中に漂っていますね。
これが核になるのでしょう。非常にたくさん核があることにな
ります。そこで、ふたを開けるとたくさんの核から二酸化炭素
が出てきて結果としてたくさんの泡が出来ることになります。
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状態として「過飽和」仁なっているせいだと思います。


本来であれば溶けることが出来ない量を、高圧で溶かしているのがふたをしたボトル。ふたを開けたら気圧が下がるのでとうぜん、気泡になるのですが、分子がくっつくまでに時間がかかる。
振らなくても、何か刺激になるものを入れてやれば泡だらけになります。食塩でもいい。
速いか遅いかの問題で、ずっと同じ温度で1気圧にしていれば、最終的には同じ量の二酸化炭素が出てくるはずです。

手の温度は関係無いよ。
おまけで、二酸化炭素は高分子化合物でもないし、有機物でもない。
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こんにちは。



今回の問題は「炭酸飲料を振ると(普段より)よけいに泡が出るのはなぜ」ですよね。
それは、手に持って振っているからで、手の温度が飲料に移るからですよ。
手袋(手の温度が伝わらない)して振ってみたら、そんなにでないはずです。
(でないといいな (^^))
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ご質問の中の「2」についてですが,例えば寒いときに手をちょっと擦るともう暖かいでしょう?


右手と左手の表面の分子がゴツゴツゴツとぶつかりあっているからです.
結構ちょっとした日常の動きで物理法則がちゃんと成り立っているなと実感するところ,
多々あると思いますよ.その瞬間,物理って面白い!って思います.
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炭酸水を振るとペットボトル等の壁面から泡が出ますよね。


ペットボトルの中は当然圧力がかかっており、大体4気圧ぐらいです。
そこでキャップをとったら急に圧力は解放されて1気圧になります。
すると、壁面や水中の小さい炭酸ガスの泡が単純に4倍の大きさに膨れ上がり、
一気に中身が溢れ出すと言う事になるのだと思います。
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沸騰をする時に何かを核として気泡が形成されるようです。

(ほぼ確か)
そのため炭酸飲料を振ると、内部で核(缶の凸凹とか)に液体がぶつかり、気泡が大量に形成されます。

ちなみに沸騰石はその凸凹で気泡を形成しやすいようにして、突発的な沸騰を防いでいるようです。
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参考URLです.


http://www.pref.kanagawa.jp/osirase/kagaku/inpak …

容器を振ると気化する分子の運動が活発になり, 安定状態が大きく崩れて, 溶け込んでいたCO2がより多く気化するからという説明のようです.
ただし, 質問文だと, 温度上昇が主因と読めるような書き方だと思いますが, 少々振った程度で果たしてどの程度温度が変わるのかは筆者には分かりません.
もちろんいくらかは温度上昇もあり, 気体(CO2)の溶解度の減少(すなわち気化)を加速するとは思いますが, 上の理由の方が効いているのではないかと推測(憶測)します.
真相はどうなのか, 興味があります.

例えば, 沸騰の時も, 沸騰石を入れて突沸を防ぐのは, 単に温度を沸点にしただけでは気化は始まりにくく, 何か刺激(沸騰石から出る小さな泡)がきっかけになって沸騰が始まるのだと思いますが, 同様に, 振ることは温度を上げる効果よりは刺激を与える効果の方がより大きく効いているのではないかと思えるのですが...

どなたか, 詳しい方はお教えください.

[補足]
>その法則というのが、気体は温度が低く、気圧が高いほどよく液体に溶ける、という内容のものでした。
後半について, 気体は一定温度では気圧が高いほどよく液体に溶けるという部分は『ヘンリーの法則』でしょうが, 前半(温度が低いほどよく解ける)は単に気体の溶解度の一般的性質で, 『...の法則』とは聞かない気がしますが. どうなんでしょうか.

参考URL:http://www.pref.kanagawa.jp/osirase/kagaku/inpak …
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Qビールを振ると吹き出す理由について

ビールの缶を開ける前に振ってから空けると泡が吹き出しますが、これはなぜでしょうか?いろいろ調べてみると、ビールに溶け込んでる炭酸ガスが気化して噴出すとありますが、なぜ、缶を振ると溶けている炭酸ガスが気化するのでしょうか?宜しくお願いします。

Aベストアンサー

No.2です。
缶を開ける前に、振ったということが、どのように影響するかということに関しては、前回の回答の時点では、自分でも釈然としませんでしたが、今になって自分でも納得できる理由を思いつきましたので以下に述べます。

つまり、振る前の缶の中では、ビールの部分と上の気体(主として炭酸ガス)の部分にきれいに分かれているはずです。この状態では、缶を開けても泡は吹き出しません。ただし、内部の圧力は外部よりも高くなっているはずです。
ここで、缶を振ると、気体の部分とビールの部分が撹拌されますので、気体がビールと混ざり、ビールの中に細かい泡が入ってきます。
そのまま放置すれば、泡は再び浮き上がって、ビールの上にきますので、これは振る前の状態と同じで、泡はでてきません。

しかし、振った直後の状態では、ビールの中に泡が存在しています。この状態で、缶を開けると、内部の圧力が外部と同じ1気圧になりますので、ビールにとけ込んだ泡の体積は膨張します。そうなることによって、泡を含んだビールの体積が大きくなり、口からあふれてきます。その際に、ビールが激しく混ぜられることになるので、その刺激でさらに泡が発生して、多量のビールが吹き出すことになるのだと思います。

つまり、振るか振らないかの差というのは、缶の中のビールの内部に泡が入っているかいないかということであり、その泡が引き金になるということだと思います、

No.2です。
缶を開ける前に、振ったということが、どのように影響するかということに関しては、前回の回答の時点では、自分でも釈然としませんでしたが、今になって自分でも納得できる理由を思いつきましたので以下に述べます。

つまり、振る前の缶の中では、ビールの部分と上の気体(主として炭酸ガス)の部分にきれいに分かれているはずです。この状態では、缶を開けても泡は吹き出しません。ただし、内部の圧力は外部よりも高くなっているはずです。
ここで、缶を振ると、気体の部分とビールの部分が撹拌...続きを読む

Q夏休みの課題、理科の実験について

私は中学3年生なのですが、理科の自由研究をしなければなりません。
先日、炭酸飲料に氷を入れて飲んでいて、「なんで氷を入れたらこんなに泡立つんだろう」と思ったので、それを実験にしようと考えましたが、炭酸水に氷を入れて観察するだけじゃ物足りないし、この実験はレベルが低いと思っています。
この実験をもうちょっと深くできるでしょうか?
薬品類を使うのは、ちょっと難しいです。
また、別でおすすめの実験などがあったら教えてください。

Aベストアンサー

まず、その疑問はすごく良いですよ。身近に感じた疑問は非常に大切です。

 まず、同じ炭酸飲料で行って下さい。
調べるものは、室内の温度、炭酸飲料の温度、氷の温度。
実験する環境の情報は非常に大切なものです。

 氷の種類で変化はあるのだろうか?冷蔵庫の氷、アイスブロックのきれいな氷。南極の氷(まぁ、これは入手が難しいかな)。
 氷の形態による変化。大粒では?、かき氷のような細かなものでは?
 このように、条件を変えていきます。

 ゴミ袋でも良いので、どれだけ噴出したのかわかるために、実験中の入れ物にかぶせて、取り出して下さい。ふくらみ具合で判断。

 泡の発生状態の観察も行って下さい。最初と最後ではどうなっているのか。

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 このように、条件を変えていきます。

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Q炭酸は、振るとどうなるのでしょうか

炭酸飲料を振ってからフタをあけると大量に噴出してきますが、
なぜそのような現象がおこるのでしょうか。
また、凄く振って炭酸が抜けちゃったといわれる状態の場合
それは炭酸ではなく、ただの純粋な水とおなじ状態に変わるのでしょうか。

よろしくおねがいします

Aベストアンサー

炭酸飲料というのは簡単に言うと二酸化炭素が溶けいている飲料のことです。
食塩などでやるとわかりますが、水分子の間に二酸化炭素が入り込んでいるのです。しかも炭酸飲料の場合食塩のように混ぜて溶かすのではなく、圧力をかけて無理やり溶かし込みます。そのため振ると水分子と二酸化炭素のバランスが崩れ、二酸化炭素が自ら大量に吹き出ます。(分子と分子の間に入っていたため、体積は増えます)
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Q炭酸飲料の炭酸が抜けないようにする方法で、

炭酸飲料の炭酸が抜けないようにする方法で、
「凹ませた状態で保存すると良い」
というものを聞いたことがあるのですが、
私の考えでは、そんなことをすると余計に溶解していた炭酸ガスが抜けて行くような気がします。
この裏技はガセなのでしょうか?
それとも、科学的な根拠がちゃんとあるのでしょうか?
そうだとしたら、その原理を教えてください。

Aベストアンサー

実際に試してみました。
ペットボトルの円柱状の部分はうすくできていて復元力がありますが、
上部の球形に近い部分ではPET樹脂が肉厚で復元力はほとんど
ありません。これに加圧してみましたが、状態はそのままでした。

質問者様またはそのご友人の言葉では「凹んだ状態」とありますので、
この写真の状態を含めて何かの方法で凹んだ状態にするのでしょう。
そうすれば気相の体積が減り、気相中のCO2も減るのです。

また、空気加圧によって気相中のCO2は減ることはありません。
もし、CO2は50%と空気50%だけが入っているボトルに空気を
加圧すればCO2は減るでしょうか?CO2が水に溶ける量は温度と
CO2分圧にのみ依存します。

あと、良い方法としてはワインの保存装置が使えると思います。
ワインの酸化を防止するために、フィルムが液面の内部まで下がってくる
のです。これならば僅かなCO2で分圧がすぐに上昇するので、
平衡になるまでの時間とCO2の気化量が減り、結論として抜けにくく
なります。

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Q炭酸飲料の泡はなぜコップの下の方から現れるのでしょうか?

炭酸飲料をコップに注ぐと、コップの底の方から泡が現れ、上に登っていきますよね?

なぜ、泡はコップの真ん中や上の方からは現れず、底の方から現れるのでしょうか?

Aベストアンサー

ガラスに傷があったりして、小さな目に見えない気泡がついていたりする場所があると、そこの気泡が泡を誘引して泡が出てくるのです。
理科の実験では、お湯を沸騰させるときに、泡が出やすいように細かい穴の開いた石である沸騰石というものを入れたりします。これを炭酸飲料に入れると。よく泡立ちます。

JAS法という法律で炭酸飲料の定義がなされています。炭酸ガスの最低含有量は、ソーダ水ではガス圧が3.0kg/cm2以上、着色料や着香料をしたフルーツ系無果汁飲料では0.7kg/cm2以上、果汁や乳製品が入っていると、0.2kg/cm2以上です。
Xkg/cm2は1平方cmの面積をXkgの力で押す力を表します。
一般に、容器の強度と美味しさの観点から炭酸ガス最高含有量は大体3~3.5kg/cm2辺りが限度とされています。コーラなどは最高含有量付近で作られています。コーラが他の炭酸飲料より泡が出やすいのはここに理由があります。
   http://q.hatena.ne.jp/1183456256
   http://www.kagakunavi.jp/blog/showentry/466

ガラスに傷があったりして、小さな目に見えない気泡がついていたりする場所があると、そこの気泡が泡を誘引して泡が出てくるのです。
理科の実験では、お湯を沸騰させるときに、泡が出やすいように細かい穴の開いた石である沸騰石というものを入れたりします。これを炭酸飲料に入れると。よく泡立ちます。

JAS法という法律で炭酸飲料の定義がなされています。炭酸ガスの最低含有量は、ソーダ水ではガス圧が3.0kg/cm2以上、着色料や着香料をしたフルーツ系無果汁飲料では0.7kg/cm2以上、果汁や乳製品が入ってい...続きを読む

Q炭酸飲料の泡はなぜ消える?

こんにちは!
科学とは正面から向き合わない人生を送って参りましたので、子供のような質問かもしれませんが、炭酸飲料の泡は、何故消えてしまうのでしょうか?開ける前のボトルの中では、泡立っていませんよね?「真空」は影響するのでしょうか?例えば宇宙でグラスにコーラを注いだら(注げたとしたら)、泡立つのでしょうか?泡だったら、ずっとそのままなのでしょうか?
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

こんにちは。
炭酸飲料は、二酸化炭素をむりやり飲み物の中に溶かし込んだものです。で、そのむりやり溶かし込まれた二酸化炭素が空気中に逃げていくのが炭酸飲料の泡です。
息を思い切り吸い込んで止めた状態を想像してください。これが空ける前のボトルと同じです。ずっと息を止めていても、たとえ苦しくなっても、口を塞いでいる(蓋をしている)ので空気が出てきません。
ボトルを開けて、グラスに注ぐのは息を吐いている状態だと思ってください。吐いた息は空気中に混ざってしまって見えなくなりますね。
真空は影響します。周りにある気圧が低ければたくさん泡が出ますし、気圧が高ければなかなか出てきません(開ける前のボトルも少しだけ存在する空気の部分の気圧がとても高いのです)。なので真空中でグラスにコーラを注いだら、あっという間に泡が出てなくなります、というか、泡だらけになってグラスに注げないかもしれません・・・

こんな説明でお分かりいただけるでしょうか??

Q二酸化炭素と炭酸ガスの違いは何でしょうか?

アーク溶接をしています。
シールドガスにCO2を使っていますが、
人によって、二酸化炭素や炭酸ガスをを使って溶接すると
呼び方が違います。
いったい違いは何でしょうか?

Aベストアンサー

二酸化炭素は物質名であり、炭酸ガスは気体の二酸化炭素を呼ぶ際の呼称です。工業用や食品など幅広い用途で使われますので、性質を分かりやすく、また呼びやすいように炭酸ガスと呼んでいるようです。
他にも、水酸化ナトリウムも工業等に使われる場合、苛性ソーダと呼ばれたりもします。

Q足に赤い斑点

最近になって足に変な斑点が出来るようになりました。
これはなんなのでしょうか?


斑点は赤く、真ん中が開いた穴のような丸い形で
大きさなどはバラバラで沢山あります
急に出たり治ったりしています

痛みや痒みはないのですが、
とにかく見ていると気持ち悪いです


私は
毎年夏にも赤い斑点が
足、太もも、手、腕、お腹などに沢山でますが


こちらは
斑点が出来ている、と分かるくらい痒く、斑点の形も今回のとは別のやつです



どうすれば治りますか?

斑点が出ていなくても医者へ行くべきでしょうか?

Aベストアンサー

即病院へ行きましょう
梅毒であれば感染後3か月 - 3年の周期で赤い発疹があらわれます、ほおっておくと大変です。

Q水のポンプの吸い込み高さについて

水の吸込み高さはポンプの能力に関係なく限界値は10mですよね?

<調べた計算式>
1気圧=1013.25hPa=101.325kPa
 重力加速度:9.80619920m2/s
 101.325/9.80619920=10.33274m

質問(1)
なんとなくポンプの能力の大小で吸込み高さは変わってくる気がする。
大きければ大きいほど吸込めませんか?(10m以上でも)
質問(2)
吸込み高さと1気圧、重力加速度がどう関係するのかが理解できませんので教えてください。

Aベストアンサー

ポンプで水を吸い上げる時、高さの差がある値以上になると吸い上げることが出来なくなるというのは早くから知られていたことです。多分ガリレオの時代からでしょう。問題になった場面は鉱山でのわき水のくみ上げです。トリチェリーの真空で有名なトリチェリーはガリレオの弟子です。トリチェリーがあの実験をやってみようというきっかけにもなっていると思います。
1mほどの片方が閉じているガラス管を横にして水銀を満たします。開いている方を下にして縦にすると液面が下がって76cmの高さのところで釣り合います。水銀の上には空間が出来ます。これが真空だというのはかなり議論を呼んだことのようです。ガラス管を斜めにするとこの空間がどんどん小さくなります。寝かしてしまうと消失しますので空気のような気体が入っているものではないというのは示すことが出来ます。高さの差が76cmですから斜めにするとガラス管に沿っての水銀の長さは長くなります。

この実験はご存知ですか。

水銀の気圧計も血圧測定の圧力計もみな同じ考えを使っています。

水の場合も長いホースに水を満たして持ち上げていくと同じような実験が出来ます。でも実際はなかなか難しいようです。古い本ですが岩波かがくの本のシリーズ(板倉聖宣著)に実験がのっていました。透明なビニールホースを川に沈めてから欄干に引き上げるということをやっています。気密性を確保するのが難しかったようです。水の重さもかなりになりますので欄干に引き上げるのも大変です。断面積が5cm^2だとすると50kgほどになりますから。

水銀の密度が水の密度の13.6倍であるということが76cmと10mの違いです。

10m以上ある時は吸い上げポンプでは駄目ですが押し出しポンプでは可能です。川の水を堤防の上にくみ上げたいときはポンプを水面近くに持っていきます。
ポンプの能力が大きくなると一度に吸い込む水の量が大きくなります。

>1気圧=1013.25hPa=101.325kPa
 重力加速度:9.80619920m2/s
 101.325/9.80619920=10.33274m

この数値はどこで見られたものでしょうか。物理を知らない人の書いた数字だと思います。9.8という値は日本の標準値です。その下の桁の数字は場所ごとに変化しますので普通の計算では9.8という数字を使いましょうという約束だと思って貰うといいです。物理の教科書に出てくる値です。ポンプの吸い上げ能力を理解するのには細かい数字は必要ありません。
重力の加速度の値は地球の自転の影響を受けますので緯度が高くなると大きくなります。地球の内部構造の影響も受けます。日本で9.80を越えているところは東北地方から北です。9.806という値は北海道になります。沖縄の那覇で9.791です。最後の1のところは沖縄の中でも変わります。
(場所ごとの細かい重力の違いから地殻の構造などを知ることができます。そのために比較の基準となる値が国際会議で決められています。9.80619925という数字は北緯45°での海面での基準値です。1980年のものです。細かい数字には細かい数字を使わなければいけない場面が想定されています。)

一人で勉強するときに細かい数字に引きずられると現象が見えなくなることがあります。大きな現象の意味を理解するつもりの方がいいと思います。

4桁以上の数字が出てきた場合は別の本を調べて見る方がよいようです。書いた人が現象の意味がよく分かっていない可能性がありますから。

ポンプで水を吸い上げる時、高さの差がある値以上になると吸い上げることが出来なくなるというのは早くから知られていたことです。多分ガリレオの時代からでしょう。問題になった場面は鉱山でのわき水のくみ上げです。トリチェリーの真空で有名なトリチェリーはガリレオの弟子です。トリチェリーがあの実験をやってみようというきっかけにもなっていると思います。
1mほどの片方が閉じているガラス管を横にして水銀を満たします。開いている方を下にして縦にすると液面が下がって76cmの高さのところで釣り...続きを読む


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