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ここで何度となく質問される公転惑星の楕円の謎。
何度回答を読んでも片方の焦点が存在しない理由が理解(納得)できません。

私はずっと楕円の理由は新円運動の中心点(太陽)が移動してるからだと考えてました。
例えばピンっと張った紙の中央に砲丸玉を落として、そこへビー玉を転がすと
中央がめり込んでビー玉は螺旋を描きながら限りなく真円に近くなってゆきます。
この時、砲丸が少しずつ移動してるとビー玉は砲丸を焦点にして楕円運動をとります。
そうゆう事じゃないんですか?
明らかに間違ってますか?

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A 回答 (6件)

>太陽を中心に回ってるけど何らかの要因で結果的に楕円の軌道になってる



 質問者さんは、惑星が太陽を中心に回るときの軌道は円であるべきだ、とお考えではありませんか?
 そして、それが何らかの要因でゆがめられて楕円になってしまっているとお考えのようですね。
 そうではなく初めから楕円軌道なのです。
 太陽を中心に回る、というときの中心とは、軌道の図形的な中心という意味ではなく、
ただ単に、太陽のまわりを、というだけの意味なのです。
 #3のお答えのように、公転軌道は楕円軌道が一般的で、
完全な円軌道は極めて例外的なものでしょう。
 質問者さんが楕円軌道のふたつある焦点の片方に何も存在していないことを納得できない理由は、
こういうことではないのでしょうか。
 
 惑星が太陽があるほうの焦点の近く(近日点)を通っているときは、
円軌道と同じようなものだから問題はない。
 しかし、何もないほうの焦点の近く(遠日点)を通っているときは、
その焦点には何もない、つまり惑星を引き寄せるものがないのだから、
回り続けることは出来ず、どこかに飛んでいってしまうのではないか。
 
 質問者さんは惑星が公転軌道上を動く速さは一定であると考えてはいませんか?
 惑星が動く速さは、近日点付近では速く、遠日点付近では遅くなっているのです(ケプラーの第二法則)。
 こう考えてみてはいかがでしょうか。
 太陽に近くて引力も大きい近日点付近では速く通り抜けるので太陽には引き込まれず、
太陽から遠くて引力も小さい遠日点付近ではゆっくり動いているので軌道から飛び出すことはない。

 
 
 
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この回答へのお礼

解説有難うございます。
おかげで、やっと理解できました。

お礼日時:2009/08/04 19:48

>何度回答を読んでも片方の焦点が存在しない理由が理解(納得)できません。



 片方の焦点が存在しないことはありません。
 楕円には焦点がふたつあり、惑星の楕円軌道の場合はその片方の焦点に太陽が位置しているが、もう片方の焦点には何も存在していない、
といいたいのですね?
 では逆にお尋ねします。
 両方の焦点に太陽があれば、つまり太陽が二つあれば理解(納得)できるのですか?

この回答への補足

つまり地球は焦点二つを楕円運動してるのか、太陽を中心に回ってるけど何らかの要因で結果的に楕円の軌道になってるかを教えてくれれば
おそらく理解出来ると思います。

補足日時:2009/07/22 09:08
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この回答へのお礼

うん。

お礼日時:2009/07/22 09:05

一応軌道進化を考えると「潮汐力がかかれば近日点を保存したまま円軌道に近づく」 (いわゆる hot-jupiter ではこのために極端に小さな円軌道をとっていると考えられている) ので, 「十分な時間」があれば円軌道になる, かもしれません.


おそらく「十分な時間」は太陽の (主系列星としての) 寿命よりはるかに長いと思いますが....
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太陽の重力で距離の二乗に反比例する力を受けている天体の軌道は円だけではなく楕円もあります。

(むしろ楕円の特殊な例が円軌道だと考えてください)これは運動方程式を解けば容易に(大学教養レベルの力学の教科書を参照ください)わかります。

円運動をするのは初速度として、その距離においての遠心力と重力がつりあう速度を与えたときで、それ以外の時は軌道は楕円や放物線を描きます。
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惑星の意味、からして、「惑う星」です。


他の巨大な、惑星、の引力などの影響もあります。地球は、むしろ
銀河系のの端で、中心のブラックホール、巨大な赤色巨星の太陽の引力から、影響が少ない、でも、土星、木星などの、引力の影響もうけています。でも、地球は、惑星のうちでも、円に近い太陽の周りをまわっている、数少ない惑星です。その上、巨大惑星2つで、隕石のフィルターのような役目をしているので、巨大な隕石の衝突も防げます。
太陽は、白色矮星で、大きな引力もなく、宇宙でも、地球に、似た環境の惑星は、ほぼ皆無に等しいくらい、珍しい惑星です。
土星、木星などの巨大惑星が多ければ、もっと楕円軌道を描くでしょう。少なすぎれば、巨大な隕石の衝突も避けられないでしょう。
楕円軌道といえども、惑星としては、まれな円軌道です。
このような地球の存在は、ほかにあるかもしれないが、私は、ほぼありえないと、思っています。
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はい,間違ってます.



>ビー玉は螺旋を描きながら限りなく真円に近くなってゆきます。
摩擦などの抵抗がなければずっと楕円のような運動を続けます.

>砲丸が少しずつ移動してるとビー玉は砲丸を焦点にして楕円運動をとります。
円運動もありえます.慣性の法則を考えてみてください.
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Q太陽も公転してるの?

ものには重力があり、地球は太陽に、月は地球に引き尽きられているということはよく聞きます。

では太陽も公転しているのでしょうか?何かの重力によって決まった軌道があるんでしょうか?
まさか宇宙の中を浮遊しているわけじゃあないでしょうし。(もしそうなら太陽のそばを離れられない地球も、漂流してることになるし)
どの星もどこかの星の重力を受けているとは思うのですが、太陽系自体もどこかの星の周りをまわっているのですか?それともじっとしてるのでしょうか?
恒星は、重力同士がつりあってバランスよくいつも同じような配置になっているのでしょうか?

考えてるとわけがわからなくなってしまいます。

また、彗星ってありますが、あればどうして独自の決まった軌道なのですか?

wかりやすく教えていただくとありがたいです。

Aベストアンサー

太陽は直径10万光年の銀河系の中心から約28,000光年の位置で、一周
約2億2600万年で公転してます。決まった軌道かというとバルジといわれる
中心部だけでなく広く恒星が分布しており、引力の計算が膨大で観測も
百万分の一周もしてないので、一周で同じ位置になるかはわかりません。
周りの星も動いており、数万年単位では星座も形が変わります。
(参考URL に10万年後の北斗七星などあります。)
銀河系同士も近づくものがあったり遠ざかるものがあります。

彗星の軌道は、独自の決まった軌道というより、太陽に近いものは、太陽系
誕生の時か誕生から今までに構成物質がほとんど大きな惑星に吸収されたの
ではないでしょうか。太陽系のはずれにあるものが重力のバランスを崩し太陽に
落ちてきたものでしょう。その中ではずれに戻るときに木星や海王星に捕まり
数十年の周期の軌道になったものがよく知られています。有名なハレー彗星は、
ニュートンに教えられたハレーが軌道計算して、周期76年とわかった海王星族
です。

参考URL:http://www2.synapse.ne.jp/haya/cosmsurf/

太陽は直径10万光年の銀河系の中心から約28,000光年の位置で、一周
約2億2600万年で公転してます。決まった軌道かというとバルジといわれる
中心部だけでなく広く恒星が分布しており、引力の計算が膨大で観測も
百万分の一周もしてないので、一周で同じ位置になるかはわかりません。
周りの星も動いており、数万年単位では星座も形が変わります。
(参考URL に10万年後の北斗七星などあります。)
銀河系同士も近づくものがあったり遠ざかるものがあります。

彗星の軌道は、独自の決まった軌道というより...続きを読む

Q地球の自転、公転の速度

地球の自転、公転の速度を教えてください。
それと光の速さについても教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

 光速を算出するのは少し物理学的な手法が必要ですが、自転公転の速度は(概算でよければ)小学生でも計算できます。

【自転】
 地球一周を赤道上で計るとおよそ4万kmくらいなので、これを24時間で割り算して
 4万(km)÷24(時間)=1666(km/h)
 ちょっと実感がわかない数字なので秒速に直してみると、およそ500m/sくらい(?

【公転】
 これを求めるためには地球が描く軌道の距離が必要です。地球は楕円を描いて太陽を回っていますが、ほぼ円に近いとして。公転距離=2πr×天文単位。
 天文単位は地球では1で、1天文単位=149576960kmと求められているので、公転距離はおよそ939819740kmです。これを365日で割って・・・260万km/day。
 全く実感がわかない数字になったので時速と秒速に直しておきます。時速=10万km/h 秒速=30km/s

 参考URLが時速だけは計算してくれています。今PCの電卓を起動してカタカタやってたんですけど、思ったより無茶苦茶に早いですね。

【光速】
 Maxwell(1831~1879)という物理学者が、理論的に光の速度を導き出したことは有名な史実です。光は、携帯電話やラジオに使われる電磁波(電波)の仲間で、これら電磁波は波長が違っても速度は全て同じ、およそ秒速30万km/sです。電話してても僕らの声が相手に遅れずに届くのも電磁波の速さのお陰?
 上に地球一周の長さ(4万km)を出しましたが、これによると光は1秒で地球を7周半する計算になります。公転自転もべらぼーに早かったですが、さすがに光にはかないません。

 全く話が横道にそれるようですが、かのアインシュタインの相対性理論は「光より速いものは存在しない」ことを前提にした理論であること、また現代の多くの物理学者もアインシュタイン同様「光より速いものは存在しない」と考えていることを付け加えておきます。

 何年生かは存じ上げませんが、そんな些細な疑問がすぐに直結するほど科学(理科)が身近に存在することを知ってもらえたら嬉しく思います。

参考URL:http://www.expocenter.or.jp/shiori/ugoki/ugoki3/ugoki3.html

 光速を算出するのは少し物理学的な手法が必要ですが、自転公転の速度は(概算でよければ)小学生でも計算できます。

【自転】
 地球一周を赤道上で計るとおよそ4万kmくらいなので、これを24時間で割り算して
 4万(km)÷24(時間)=1666(km/h)
 ちょっと実感がわかない数字なので秒速に直してみると、およそ500m/sくらい(?

【公転】
 これを求めるためには地球が描く軌道の距離が必要です。地球は楕円を描いて太陽を回っていますが、ほぼ円に近いとして。公転距離=2πr×天文単位。
 天文...続きを読む

Q軌道が楕円になるのはなぜでしょうか?

こんにちは
ふと疑問に思ったんですが、彗星や惑星の軌道が楕円になるの場合があるのは
どうしてなんでしょうか?
(ほぼ円の場合はのぞいてください)
たしか楕円というのは、中心点が2つあると算数でならったような気がします。
算数も天文学も詳しくないので、できれば小中学生レベルの説明でお願いします。
すいません。

Aベストアンサー

小中学生にも分るような説明ということで、厳密な証明ではないですが、次のような説明でどうでしょうか。
地球上でボールを投げることにします。空気抵抗は無いものとします。
ボールを水平に投げるとやがて地面に落ちます。しかし、投げるスピードを速くするとより遠くまで届くようになります。
どんどんスピードを上げていくと、遂には地球を一周して元の場所へ戻ってきます。
このとき、ボールは地面すれすれを通っているので、その軌道は地球の中心を中心とする円になります。
ここまではよいでしょうか。
さて、スピードをもうすこしだけ上げます。するとボールは地面すれすれでなく上空高くまで上がっていきます。しかし、やがて下がってきて最終的には地球を一周して元の場所に戻ってきます。
このときのボールの軌道はどうなっているのでしょうか。
上空高く上がっているときは地球の中心からの距離が長くなっているので、地球の中心を中心とする円軌道ではありません。
また、地球の回りを回るのに、地球の中心以外を中心とする円軌道は不自然です。
実はこのときには円軌道ではなく、楕円軌道になっているのです。地球の中心は楕円軌道の焦点になっていますが、焦点の説明は小中学生には難しいので省略します。
しかしながら、円軌道にならない場合もあることは理解できるかと思います。

小中学生にも分るような説明ということで、厳密な証明ではないですが、次のような説明でどうでしょうか。
地球上でボールを投げることにします。空気抵抗は無いものとします。
ボールを水平に投げるとやがて地面に落ちます。しかし、投げるスピードを速くするとより遠くまで届くようになります。
どんどんスピードを上げていくと、遂には地球を一周して元の場所へ戻ってきます。
このとき、ボールは地面すれすれを通っているので、その軌道は地球の中心を中心とする円になります。
ここまではよいでしょうか...続きを読む

Q地球その他の惑星はなぜ自転・公転しているのですか?

地球、その他の惑星はそもそもなぜ自転・公転しているのですか?きっかけはなんでしょうか?どなたか詳しい方みえましたら教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

きっかけは「渦」ですよ。
お風呂の栓を抜くと穴から流れ出る水が渦を巻くのと一緒です。

中心部に質量の集中が起きると重力に引かれて周りの物体は中心へと落ちてゆきます。
この際に物体は回転を始めます。
お風呂なら最後は全ての水が抜けてオシマイですが。
宇宙ではたまたま、回転速度と中心へ引かれる力のバランスが取れて、中心へと向かって常に落ち続ける状態になる物質があります。
つまりは中心にある物の周りを回り続ける訳です。
これが公転ですね。
それ以外の物質は中心(恒星)へと落ちてしまいますから、結果として太陽系のような構造が残ります。

自転も基本は一緒でしょう。
惑星などが形成される場合、周りから渦をなして物質が集まって来るわけですから、その運動を今でも続けている訳です。
バランスが取れて残った物が衛星ですね。

ブラックホールに落ち込む物質が形成する降着円盤だとか、銀河の渦も基本は一緒だと思います。

Q夏は太陽と地球の距離が最も離れているのに気温が高いのはなぜ?

 北半球が夏のとき、地球は太陽からもっとも離れているということですが、どうして離れているのに暖かい時期になるのでしょう?太陽が地球から離れると気温は下がりそうな気がするのですが。夏は太陽の照射時間が長いから、地球から熱が逃げずに気温が高く保たれたままなのでしょうか?しかし日差しは明らかに夏が一番強いし、太陽が照りつける角度の問題なのでしょうか?

Aベストアンサー

>北半球が夏のとき、地球は太陽からもっとも離れている
のは事実ですが,その影響よりも,日射の変化による影響(つまり太陽の高度が高く,日照時間も長い)のほうがはるかに大きいからです。

実際にどのくらい違うのか,うんとおおざっぱに計算してみましょう。

地球から太陽の距離は,一番近い時(7月初め)を1とすると,一番遠い時(1月初め)には1.034ぐらいの違いがあります。
となると,地球上のある一定の面積が,一定時間あたり,太陽から受けるエネルギーは,距離の2乗に反比例しますので,一番近い時は,一番遠い時の1.069倍となります。
(太陽光線に対する角度が同じとした場合です。)
つまり,約7%強くなるということです。
太陽からの距離の変化の影響というのは,この程度しかありません。

一方,太陽の高度の影響はどうでしょうか。
場所によって(というかその地点の緯度によって)違いますが,たとえば東京の太陽の高度は,冬至のころでおよそ30.9°,夏至のころは77.7°となります。
ここでまた,地表の一定面積が単位時間あたりに受けるエネルギーを,関数電卓を使って計算してみます。
太陽が頭上から照りつける時を1とすると,夏至のときは0.977でほとんど変わりません。ところが,冬至のときは0.514と,ほぼ半分になってしまいます。
また,昼間の長さも,これまた東京で計算すると,夏至の約14時間35分に対して,冬至は約9時間45分となり,3分の2程度しかありません。
以上をかけ算すると(実際には太陽の高度は日周運動で時々刻々変化するので,そんなに単純にはいきませんが),夏至のときに比べると,1日に地表が受取る日射は,だいたい3分の1程度,となります。

したがって,太陽に近づいた分,7%ほど日射が強くなっても,それが地表に届く時には3分の1にうすめられているわけですから,いわば「焼け石に水」というわけです。

もしかしたらどこかに計算違いが隠れているかもしれません。そしたらごめんなさい。
ただ,細かい数字は別として,質問に対する答えとしては,こういう話でよいと思います。

>北半球が夏のとき、地球は太陽からもっとも離れている
のは事実ですが,その影響よりも,日射の変化による影響(つまり太陽の高度が高く,日照時間も長い)のほうがはるかに大きいからです。

実際にどのくらい違うのか,うんとおおざっぱに計算してみましょう。

地球から太陽の距離は,一番近い時(7月初め)を1とすると,一番遠い時(1月初め)には1.034ぐらいの違いがあります。
となると,地球上のある一定の面積が,一定時間あたり,太陽から受けるエネルギーは,距離の2乗に反比例しますので,一番...続きを読む

Q月の公転軌道面と地球の公転軌道面の関係

月の公転軌道面と地球の公転軌道面は、同一平面状に在るのでしょうか?あるとしたら、なぜそうなっているのでしょうか?必然なのでしょうか?
同一平面上にないとしたら、どの程度の傾きがあるのでしょうか?
また、太陽系の他の惑星同士の公転軌道面は同一平面上にあるのでしょうか?なぜそうなっているのでしょうか?

Aベストアンサー

初めまして。
mideさんが仰るとおり、月の軌道面の傾きは…6度40分あります。月は、他の惑星の衛星に比べて、極端に大きく、どうも、月が地球の誕生後、大彗星の衝突で地球から分化したと言われます。月は、地球の欠片だと言う説があります。
地球の水に含まれる水素の同位元素比が、彗星の水の同位元素比に極めて近い、と言われています。
通常、木星等の衛星が、自転、公転軌道面に近い軌道を動いているのは、その惑星誕生じの、塵やガスから誕生したと言われています。
それに比べ、月の軌道の角度が大きいのは、彗星の衝突が原因であるため、ぶつかった衝撃で舞い上がった塵や岩石が固まって、月になったといわれています。ですが、未だ、これぞと言う説がないのが現実です。
tntさんが申した塵は・・・たしか、月と地球とその塵を結んだ線が、正三角形になるように、つまり、月の軌道上の、地球から見て、軌道の後ろ側60度の位置に常に追尾するかたちになています。
また、太陽系の公転軌道面はほぼ一致していると言うのは、mideさんの申してる通りです。ただ、最近の研究では、冥王星が、太陽系に元々有ったのではなく、宇宙空間をさまよっていた他の惑星が、偶々太陽系の引力圏に捕まった説が有力です。
太陽系の惑星がなぜ、公転面がほぼ水平かといいますと、太陽系発生初期、塵やガス(惑星の元)が、公転面に円盤状に集積し、その後、雪達磨しきに、大きな惑星のもとに、ガスや塵が集まって、惑星になったからです。
最近の観測データで、ハッブル望遠鏡が、誕生初期の恒星でも、やはり、惑星の誕生が、公転面に集積した塵やガスから惑星が誕生しているところを観測しています。
参考になさって下さい。

初めまして。
mideさんが仰るとおり、月の軌道面の傾きは…6度40分あります。月は、他の惑星の衛星に比べて、極端に大きく、どうも、月が地球の誕生後、大彗星の衝突で地球から分化したと言われます。月は、地球の欠片だと言う説があります。
地球の水に含まれる水素の同位元素比が、彗星の水の同位元素比に極めて近い、と言われています。
通常、木星等の衛星が、自転、公転軌道面に近い軌道を動いているのは、その惑星誕生じの、塵やガスから誕生したと言われています。
それに比べ、月の軌道の角度が大き...続きを読む

Q太陽は自転していますか?

地球は自転しながら公転していますが・・

太陽は不動のままですか・・

それとも自転はしていますか・・?

Aベストアンサー

太陽は自転していますよ。
黒点って知ってますか? 太陽の表面に観測される黒い斑点のことなのですが、しばらく観測を続けていると、こいつが動くわけですよ。
そこで人々は、太陽は自転していることに気がついたわけです。

しかも黒点は、太陽の中心近くにあるときは比較的、丸く見えるのに対し、太陽の端にあるときは、つぶれて見えるんですよ。
そこで、太陽の形(それまで、球形なのか“せんべい”みたいな円盤型なのか議論がなされてました)は球体であることも発見したわけです。

Qもうひとつの焦点

地球は太陽を一つの焦点とする楕円の軌道をまわっているんですよね?なら太陽のほかの焦点はどこにあるんですか?楕円の焦点って二つあるはずですよね?

Aベストアンサー

 
 
>> もうひとつの焦点はどこに? <<


 軌道長半径  離心率 もう一つの焦点の場所
  (10^6km)         (10^6km)
水  58    0.206   24
金  108    0.007    1.5
地  150    0.017    5.1
火  228    0.093   42
木  778    0.049   76
土 1429    0.056  160
天 2875    0.046  265
海 4505    0.009   81
冥 5915    0.249  2946

                 ↑
 太陽中心からの距離です┘

太陽の直径は 1.39(10^6km) ですから、地球軌道の焦点は 5.1÷1.39=3.7倍、太陽を十円玉だとすれば もう3枚つなげた場所です。

 その場所に何か特別なイベントがあるかと言えば何もないんです。発見者のケプラーも落胆して方針転換したそうです。ケプラーは「太陽が惑星を回す力は距離に反比例」までは推理してたので、もし生活が楽で続けていたらあるいは‥と言われてます。 おいしい所 (距離の2乗に反比例=万有引力の法則) は次世代のニュートンの栄光に。
 
 

 
 
>> もうひとつの焦点はどこに? <<


 軌道長半径  離心率 もう一つの焦点の場所
  (10^6km)         (10^6km)
水  58    0.206   24
金  108    0.007    1.5
地  150    0.017    5.1
火  228    0.093   42
木  778    0.049   76
土 1429    0.056  160
天 2875    0.046  265
海 4505    0.009   81
冥 5915    0.249  2946

                 ↑
 太陽中心からの距離です┘
...続きを読む

Q地球の公転軌道は変化していますか?

氷河期、縄文海進、温暖の鎌倉時代、冷害で凶作が多かった江戸時代など、もしかして公転軌道が変化したからではありませんか?
そもそも地球の公転軌道は真円に近いのでしょうか、楕円でしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

長期的な起動の変化はありますが日本史の範囲内で作柄に影響を与えるような変動はありません
そのような変動があれば気候よりも先に海水の運動が影響を受け地球規模の大規模な津波に似た現象が起こると思います

公転軌道は約
長半径:1億5千280万km
短半径:1億4千695万km
平均半径:1億4千987万km
やや楕円

Q気体1molは22.4L、液体1molは何L?

こんにちは。初歩的な知識しかないのですが、どんな物質でも0度1気圧で気体1molって22.4Lですよね。

じゃあ、液体とか固体の物質は1molでどのくらいの体積になるのでしょうか。たとえば、液体を考えると水だったら1molで18ml、液体水素だったら2ml?とかだと思うのです。一見、法則性は無いように見えますが、1molの液体または固体だと何mlになるってなにかで計算できる(法則性がある)のではないかと思うのです。

ご存知の方いらっしゃいますか? 気になるので教えてください!!

Aベストアンサー

>1molの液体または固体だと何mlになるってなにかで計算できる(法則性がある)のではないかと思うのです。

法則性などありません。
分子の質量、大きさはばらばらです。
それをどのように並べて行くかもばらばらです。

気体で成り立つ「温度、圧力が同じであれば1molの体積は分子の種類によらず同じになる」という性質が特殊なのです。隙間だらけの空間の中に動きまわっている気体粒子(分子の場合が多いです)があるという条件が特別なのです。空間が大きいですから分子の大きさや質量の違いが消えてしまったのです。特別に成り立つ性質だから法則になっているのです (化学では目に見えない原子や分子を扱っています。「分子の種類によらず成り立つ」という性質は第一級の法則です)。

>どんな物質でも0度1気圧で気体1molって22.4Lですよね
どんな物質でも成り立つというわけではありません。
0℃で1気圧の気体状態を実現出来ない物質はたくさんあります。水もそうです。
水で1気圧の圧力が実現できるのは100℃以上です。0℃であればもっと小さい圧力(0.006気圧)しか実現できません。そういう気体に対しては0℃、1気圧に読み直して考えています。

>また水の密度は4度の時1mlが1g(水、ウィキペディアより。密度は単位体積あたりの質量、ウィキペディアより)←これは実測値なんでしょうか。理論的に導きだしたい。
>そもそも水がどうして1mlで1gなのかがわからないです・・・

密度は全て測定でしか分かりません。
「理論的に」とはどういうことでしょう。
密度は水の分子量や分子構造に関係なく求められるものです。
体積と質量とがわかればいいのです。
水の場合に1mlで1gと、数字が1ばかりになるのはgという単位を水を基準にして決めたからです。
比重が1になるというのも重さの比較の基準が水だったからです。
水1gの温度を1度上げるのに必要な熱量が1calというのも水が基準だからです。

もっと後の時代に、より精度の高い数値が必要になって基準が取り換えられたとしても元の数字は大きく変わりません。(大きく変わると困ります。)

そういうことで言えば原子量の基準は水素です。一番軽い水素原子を基準にとってその何倍であるかが原子量です。小数点下第1位までしか普通扱わないのですからこれで十分です。

原子量は比較質量です。従って分子量も比較質量です。
>単位は密度がg/Lで、分子量はg/molで、
分子量には単位が付きません。g/molになるのは分子量ではなくてmol質量です。

液体の水H2O 1molで18ml、液体の水素H2 1molで28.6ml
分子の数は同じです。分子1つ当たりの体積は水素の方が1.5倍大きいです。
分子1つの質量は水の方が9倍大きいです。当然分子1つの大きさも水の方が大きいです。
大きくて重たい水の分子の方が、小さくて軽い水素分子よりも狭い空間の中にいるのです。
これが#3にある「分子間力の違い」を表しています。

#3
>水と油ではずいぶん密度が変わりますが、これも分子同士の引っ張り度合いが違うから起こるのです。

私のイメージでは「ずいぶん密度が変わる」ではなくて「近いところにある」です。
金属などに比べるとたいていの有機物は密度の値が近いのです。
(鉄:原子量56、比重7.9  銅:原子量64、比重9.0)
てんぷら油の成分であるオレイン酸の比重は0.9、ガソリンの成分であるオクタンの比重は0.7です。
分子量の値はオレイン酸282、オクタン114です。水よりもずっと大きいです。大きくて、重たい分子が材料になっているのに密度が小さいのです。分子と分子の間の隙間が大きいということになります。でも近い値ですから隙間が特別大きいわけではありません。
異性体について比較してみるのも面白いでしょう。
分子を作っている原子の種類、数が同じであるのに構造が異なる場合です。
ブタノールC4H9OH 比重0.81、 ジエチルエーテルC2H5OC2H5 比重0.71
分子量はどちらも74です。

>1モル体積という呼び方をするのですね。

こういう呼び方はふつうしません。単に「mol体積」、または「モル体積」です。
mol体積の単位がL/molです。
標準状態の気体の場合であれば22.4L/molです。
液体の水であれば0.018L/molです。

#4
>水が沸騰しても同じ体積の中に閉じ込められていると、体積が3桁増になりたいのに「我慢」をさせられるわけです。

だから沸騰がおこらないのです。沸騰がおこらずに温度が高くなります。蒸発は起こりますから釜の中の空間の圧力も高くなります。圧力釜には蒸気の逃がし弁が付いています。その弁の働きで圧力がある高さのところでほぼ一定になります。その圧力で決まる温度になって初めて沸騰がおこります。沸点はかなり高くなっています。

>だから、圧力鍋を使うと具材が強く押されて柔らかくなります。

圧力釜は圧力で押さえつけて調理する道具ではありません。
普通の鍋で調理する時よりも高い温度を維持することができるので、芯まで軟らかくなる時間が短くなるのです。

>1molの液体または固体だと何mlになるってなにかで計算できる(法則性がある)のではないかと思うのです。

法則性などありません。
分子の質量、大きさはばらばらです。
それをどのように並べて行くかもばらばらです。

気体で成り立つ「温度、圧力が同じであれば1molの体積は分子の種類によらず同じになる」という性質が特殊なのです。隙間だらけの空間の中に動きまわっている気体粒子(分子の場合が多いです)があるという条件が特別なのです。空間が大きいですから分子の大きさや質量の違いが消えてしま...続きを読む


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