空気が重いって知ってる？

－空気の重さを見てみよう－

執筆者：函館市本通中学校（函館市中学校理科教育研究会所属）　斉坂道雄先生

函館市中学校理科教育研究会からひとこと:
私たちが所属する函館市中学校理科教育研究会は、中学校理科教育の研究とその振興を目的として、函館市の中学校理科担当教師、ならびに会の趣旨に賛同する者で組織されています。
今回は「液体窒素」、「大気圧」「電気クラゲ」の３つのブースを担当します。多くの方々に科学の不思議さ・楽しさを少しでも味わっていただければと考えております。

なんの実験かな？

　皆さんの体や、地表のすべてのものを取り囲んでいる空気。その空気には、重さがあるって知っていましたか。空気は、地表から数１００ｋｍの高さまで積み重なっていて、その積み重なりの重さが地表のすべての物を押しています。この押している力を大気圧といいます。この大気圧が、すべての物をあらゆる方向から押しているのです。そのよい例がシャボン玉ですね。では、どれくらいの力で押しているのか空きかんを使って実験してみましょう。

用意するもの

家庭用カセットコンロ、４リットルオイルかん
水（オイルかんに入れる分と、オイルかんを
冷やす分）

やり方

１．オイルかんに２００ml位の水を入れ、
　　コンロで熱して、よく沸たたせます。
２．しばらく煮たたさせ、オイルかんの口か
　　ら勢いよく蒸気が出るようになったら、
オイルかんの口をしっかりしめます。
　　　（この時、やけどに注意！）
３．コンロの火を消し、オイルかんに水をか
　　けられる場所に移します。
４．冷たい水をたっぷりかけ、オイルかんを
　　冷やします。

不思議はどこだ

　オイルかんを冷やしたとたん、オイルかんは
あっという間にぺしゃんこになります。
　どうして、こんなことがおきるのでしょう？
　みなさんが、生活している地上ではこんなに
も空気の重さがあったのでしょうか？
　どうして冷やすとかんがつぶれるのかな？
　いろいろな疑問がわいてきますね。

考え方

　オイルかんでは、ふだんの状態では中に入っ
ている空気がオイルかんを内側から押している
ので外側から押している大気圧にまけないで、
つぶれないでいることができます。
　空気の代わりに、水蒸気で満たされたオイル
かんを、冷たい水で冷やすと中の水蒸気はもと
の水にもどり、オイルかんの中は真空に近くな
りオイルかんを内側から支えていた力が、なく
なり大気圧に押しつぶされてしまいます。

実験のカンどころ

１．水の量は、２００ｍ?くらいがちょうど良
　く、多すぎても少なすぎてもうまくいきま
　　せん。
２．コンロから下ろすタイミングが、むずかし
　　いのでやけどには十分注意しましょう。
じゅうぶんに、ふっとうさせてかんの口か
　　ら、蒸気がどんどん出るようになってから
　　かんをおろします。
３．ふたをかぶせるまでの作業を、すばやく行
　　いましょう。

もっと知りたい人へ

　大気圧について、くわしく勉強していくとテ
レビの天気予報でおなじみのヘクトパスカルと
いうことばが出てきます。
　つまり、今度はお天気の勉強につながってい
きます。
　こうしてオイルかんをつぶしていく実験が、
実はお天気の勉強につながっているなんて、ふ
しぎなものですね。
　また、押す力のほうについての勉強ですと、
今度は水の押す力は？とか、砂などの押す力は
といろいろな勉強につながり、きょうみはつき
ません。
近くの気象台を、見学に出かけてもまた新し
い発見があると思います。

おなじような実験

オイルかんにかぎらず、しっかりとふたがで
きるものなら、なんでも実験ができます。
ただ、大人の人についてもらって実験してみ
ましょう。