町人思案橋・クイズ集

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zoom RSS 同じ気圧、同じ温度の乾いた空気1立方mと湿った空気1立方m。どちらが重いの?

<<   作成日時 : 2015/03/20 08:43   >>

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★科学★
問題:濡れた髪は重い。素町人は重いと思うほどに伸ばしたことはありません。でも若いころ、他人の髪を手にしたことはあって、水分を含んだ髪はなかなか重いものだなと感心しました。
■濡れた紙も重い。ご近所は土曜日の朝が資源ゴミの回収日です。段ボールや新聞紙を出したりします。雨の日は係の人が気の毒になります。回収車の燃料も余分に必要でしょう。降っていたら缶や瓶の回収だけ…とかにできないのかな。
■そういえば昔、オイルショックでトイレットペーパーが不足したころ、ちり紙交換の人たちは回収した古紙を業者に買い上げてもらう直前に、水を吹きかけたりしたそうです。「まいどおなじみ〜ちり紙交換です〜ご家庭でご不用になった古新聞・古雑誌はありませんか〜」の人たちですね。ちょっとしたインチキかな。それで1sでも重くなれば、わずかながら買い上げ金額が増えるのかな。
■髪や紙はともかく、空気だとどうなるのでしょうか。ここに1立方mの乾燥した空気と、おなじ体積、おなじ気圧の湿った空気があるとします。どちらが重いのでしょうか?
[い]乾いた空気のほうが重い
[ろ]湿った空気のほうが重い
[は]どちらもおなじ重さ
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[い]乾いた空気のほうが重い
説明:参考資料*1によれば、そういうことだそうです。ジトッとした感じを受ける湿った空気のほうが重そうに感じますけど、実際には軽いらしい。
■なぜでしょうか。空気は8割の窒素と2割の酸素でほとんどを占めています。窒素はN2という形の分子として存在するそうです。窒素の原子量は14ですから窒素分子は28の分子量があるらしい。同様に、酸素もO2という分子の形で存在します。酸素の原子量は16ですから酸素分子は32の分子量があるらしい。水はH2Oですから分子量としては「1×2+16」で18です。
◇*HP「窒素分子 - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E7%AA%92%E7%B4%A0%E5%88%86%E5%AD%90&hl=ja&biw=1280&bih=632&site=webhp&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=8uEGVdS7HM348QX-joCwDw&ved=0CAYQ_AUoAQ
◇*HP「酸素分子 - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E7%AA%92%E7%B4%A0%E5%88%86%E5%AD%90&hl=ja&biw=1280&bih=632&site=webhp&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=8uEGVdS7HM348QX-joCwDw&ved=0CAYQ_AUoAQ#hl=ja&tbm=isch&q=%E9%85%B8%E7%B4%A0%E5%88%86%E5%AD%90
◇*HP「水分子 - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E7%AA%92%E7%B4%A0%E5%88%86%E5%AD%90&hl=ja&biw=1280&bih=632&site=webhp&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=8uEGVdS7HM348QX-joCwDw&ved=0CAYQ_AUoAQ#hl=ja&tbm=isch&q=%E6%B0%B4%E5%88%86%E5%AD%90
■おなじ体積、おなじ気圧の気体では、中に含まれる分子の数はおなじになる筈です。19世紀イタリアの物理学者、アボガドロ先生がそのように主張され、現在でも定説として通用しています。水の分子量のほうが他の構成要素、つまり窒素分子と酸素分子よりも小さいので、湿度が高いほど空気は軽くなるらしい。
■風船や飛行船に使われることのある水素分子H2やヘリウムガスは分子量はわずかに2、あるいは4です。ヘリウムは単原子で行動するため、分子量は原子量と等しく4なのかな。この連中は空気よりもだいぶ軽いわけですね。
■ちなみに1立方mの空気の重さは、0度C、1気圧で1.293kgほどだそうです*2。これは湿度0%の場合です*2*3。東京ドームは124万立方mほどあるらしい。この容積がすべて空気だとすれば、その重さは1603トンと320kgもある計算になります。建設関係の人は空気の重さも設計上の要素として計算に入れているのでしょうか。素人考えでは、これだけ重いと無視できないんじゃないかと思ってしまいますが。
◆参考*1:書籍「おもしろ物理雑学 目からウロコ編」初版68〜69頁、クリストファー・ヤルゴスキー/フランクリン・ポッター著、茂木健(たけし)訳、ISBN4-07-231225-8、主婦の友社
◇*2HP「空気の重さは1リットルあたり1g以下なの? 町人思案橋・クイズ集/ウェブリブログ」
http://blog.q-q.jp/201007/article_5.html
◇*3HP「http://www5a.biglobe.ne.jp/~sh-watch/divers-life/air-weight.pdf」(空気の重さ)
http://www5a.biglobe.ne.jp/~sh-watch/divers-life/air-weight.pdf

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コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
論理的にはわかりますが、感覚的には納得できないものがありますね。
ねこのひげは学生時代に髪を肩まで伸ばしたことがありますが、濡れていなくてもけっこう重いもので、切るとすっきりと軽くなった感じがしました。
ねこのひげ
2015/03/22 10:43
コメントをありがとうございます。

 髪が肩まで届いたら結婚しようよ〜とかいう唄もありました。1960年代後半〜1970年代前半は多くの若者が髪をのばしましたね。ヒッピーの影響もあったのかな。
 いまは髪自体が減ってしまい、当時の写真を見ると、これホントに俺なのかなと思ってしまいます。
(^^;)
 
ねこのひげ様<素町人
2015/03/22 17:17

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