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大気圧の単位

2010年11月 4日 23:04

 大気圧の単位には、cmHg , mmHg , atm , Pa , hPa などが使われています。

水銀槽の中に沈めたガラス管に空気が入らないようそのまま底を上にして立
てたとき、空間(真空)が生じます。そのとき、水銀槽の水銀面が受ける圧
力(大気圧)とが同じ大きさになるのでガラス管の水銀液面は静止します。
 水銀の密度 13.5951 g/cm3 は水銀の柱の高さ 76cm が、その底面を押す
圧力 76 cmHg と書き、水銀柱 76cm または 76センチメートル水銀柱といいます。
そしてこれこそが標準大気圧の1atmと呼ばれています。

1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg

水銀液面の面積 1cm2 の上部で高さ 76cm の水銀中の体積は、1cm2 x 76cm
であり、そして水銀の密度は 13.5951g/cm3 なのでした。つまり水銀 1cm3
の質量は 13.5951g です。
 水銀 76cm3 に働く重力が X g重 とすると、水銀1cm3に働く重力が13.5951
g重はで、水銀76cm3で働く重力を X とすると・・・。

X = 13.5951g重 x 76cm3 / 1cm3 = 1033.23g重

になります。この 1033.23g重という重力が1cm2の面積に働いていましたので
水銀槽液面に受ける圧力は 1033.23 g重 / cm2 になります。

よって、 1atm = 76cmHg = 1033.23g重/cm2 = 1.03323kg重 / cm2 になります。


国際単位系 SI で使われる圧力の単位は、Pa(パスカル)です。1 Pa という圧力
は、面積1m2 あたり 1N の力が働いているときの圧力のことを言うのです。

1 Pa = 1 N/m2


そこで、atm と Pa の関係を解き明かしましょう。
1 kg重 = 9.80665 N ですから・・・。

1 atm = 1.03323 kg重/cm2
   = 1.03323 x 1 kg重/cm2
   = 1.03323 x 1kg重 / 1cm2
   = 1.03323 x 1 / 1cm x 1cm
   = 1.03323 x 9.80665N / (1/100m) x (1/100m)
   = 1.03323 x 9.80665N / (1/10,000)m2
   = 1.03323 x 9.80665 x (10,000 / 1)
   = 101325N / m2

ここで 1 N/m3 = 1Pa から、101325 N/m2 になります。
つまり 1atm = 101325 Pa であることがわかります。
この 1Pa を 100倍したものが 1hPa で気象関係に使われております。

ゆえに

1atm = 76cmHg = 1033g重/cm2 = 101325Pa = 760mmHg = 1.033kg重/cm2
= 1013.25hPa

ちなみに、健康診断の血圧は、単位が mmHg です。
換算値は、120mmHg = 12cmHg = 0.16kg重/cm2 になります。


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ありがとうございます

今日の埼玉川口のお天気は?
 2010年11月4日 木曜日
 天気 はれ
 ボンベ庫の温度 朝9℃、昼12℃、夜12℃

です。


日本には古くから、「二十四節気(にじゅうしせっき)」という季節の呼び
名があります。11月7日は「立冬(りっとう)」で、日が短くなり冬の気配
を感じる頃という意味なのだそうです。

 by との

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