このページでは1気圧とは何か？。また１気圧は何ヘクトパスカル（hPa）なのかを簡単に解説しています。

 

 

 

 

１気圧とは、ふつう地上において大気によって発生する圧力の大きさのことを言います。

 

簡単に言えば、私たちが普段から住んでいる場所における気圧の強さを表したものです。
（上空や穴の深い場所でなければ、その場所での気圧の大きさは１気圧になります）

 

 

１気圧は地上における大気によって発生する圧力の大きさのことで、
大気とは空気のことなので空気によって発生する圧力の大きさになります。

 

ではなぜ気圧が発生するのかというと空気は無色透明な気体ですが、
空気自体には質量があってそこに存在しないわけではないからです。

 

何もないところで（実際には空気がある）腕を回すと、腕に何かが当たる感覚がありますよね。
あれは腕に空気が当たっている感覚になります。

 

このように空気は目に見えないだけで、存在しています。

 

 

そして気圧の大きさは上に乗っかっている空気の量で変化します。

 

何にでも言えることですがモノを積み上げていくと上に存在しているモノには、
あまり圧力はかかりませんが下に存在しているモノには大きな圧力がかかります。

 

気圧もこれと同じで、地上における気圧の大きさである１気圧というのは、
地上から上空までの空気が積み重なり、その重さによって発生した圧力のことなんですね。

 

なので地上（１気圧）と比べると上空の気圧は小さくなります。

 

 

上図のように上空では上に乗っかっている空気の量が少ないので気圧は小さくなり、
穴が開いているような場所では空気の量が多くなるので気圧は１気圧よりも大きくなります。

 

例えば富士山の頂上付近（３７７６ｍ）では、気圧の大きさは約０．６気圧です。

 

そして富士山よりさらに上に行くとどんどん空気が少なくなり、
最終的には空気がない（真空状態）宇宙空間まで到達します。

 

宇宙空間のように空気の存在しないところでは気圧は発生しないので、
当然ですが気圧の大きさは０気圧になります。

 

結論から言ってしまうと、１気圧＝１０１３．２５ヘクトパスカル（hPa）になります。

 

ヘクト（h）というのは接頭語で、１０の２乗（１０＾２）つまり１００倍を表します。

 

なので１気圧＝１０１３．２５[hPa]＝１０１３２５[Pa]ということです。

 

また１気圧の単位として”atm（アトム）”が使用されており、
１気圧＝１[atm]＝１０１３．２５[hPa]になるので覚えておきましょう。

 

さて１気圧の強さが１０１３．２５ヘクトパスカルということは分かりましたが、
具体的にはどのくらいの力の大きさなのか解説していきますね。

 

具体的に１気圧（１０１３hPa）はどのくらいの力なのか？

さて１気圧（約１０１３hPa）がどのくらいの力の大きさなのか見ていきましょう。

 

まずパスカル（Pa）は圧力の単位のことで、以下のように単位変換することができます。

簡単に言えば圧力[Pa]とは単位面積[m^2]当たりにかかる力[N]のことで、
１[m^2]の面積に対して１[N]の力がかかった場合の圧力が１[Pa]になります。

 

１[N]の力がどのぐらいの大きさなのかは下図をご覧ください。

 

 

上図のように１[N]は面積１[m^2]に対して１０２[g]の質量の物体に、
地球の重力がかかった場合の重量（重さ）のことを表しています。
（なぜ１０２[g]の質量の物体なのかは、長くなるので別の記事で詳しく解説します。）

 

なので１気圧である１０１３２５[Pa]（１０１３．２５[hPa]）の場合だと、
面積１[m^2]に対して１０３３５１５０[g]の質量の物体に重力がかかったときの力のことです。

 

数字がとても大きいのでより簡単に直すと、１気圧は面積１[m^2]に対して、
約１０．３４[t]（トン）の質量の物体に重力がかかったときの力（重量）になるということ。

 

 

１気圧がどれだけ大きな力なのか理解していただけたでしょうか。

 

なぜ人間は１気圧でつぶされないのか？

ではなぜ人間は気圧によってつぶされることはないのかというとそれは、
人間の内部（体内）からも同じ大きさの気圧が外側に対して働いているからです。

 

１気圧の大きさは面積１[m^2]に対して約１０．３４[t]の重量がかかります。
そして成人における人間の体の平均の表面積は約１．６[m^2]です。

 

ですので１．６[m^2]×１０．３４[t/m^2]＝１６．５４４[t]もの重量が体にかかっている計算になります。

 

このままだと少しイメージしにくいと思うので、面積１[cm^2]当たりにかかる重量に直していきます。

面積１[cm^2]当たりに直すと、約１[kg]の重量がかかるわけです。

 

しかし人間は呼吸などにより空気を体内に取り込むことで、
内部からも外部と同じように１気圧がかかっています。

 

これにより内部（体内）から外側に働く気圧と、
外部（体外）から内側に働く気圧がお互いを打ち消しています。

 

 

人間だけでなく地球上に存在しているモノが気圧につぶされることがないのは、
そのモノの内部に空気が含まれていて外部からかかる気圧を打ち消しているからです。

 

もし人間や他のモノの内部に空気が含まれていなければ、
外部からかかる気圧（１気圧）につぶされてしまいます。

 

結論から言ってしまうと１気圧（１０１３hPa）の大きさが、
水銀（液体）を上に７６０ｍｍ持ち上げるときの力の大きさと同じだからです。

 

７６０ｍｍHgの”Hg”は水銀の元素記号のことで読み方としては、
「ミリメートルエイチジー」や「水銀柱ミリメートル」と呼ばれています。

 

さて１気圧の大きさが水銀７６０ｍｍを持ち上げる力の大きさと同じとは、
いったいどういうことなのか下の図で解説していきます。

 

 

上図のように水銀の表面には上から１気圧もの力がかけられていて、
１気圧に押された水銀は容器の中で７６０ｍｍの高さまで持ち上げられます。

 

容器の中は真空（０気圧）なので水銀を持ち上げた力は、外の１気圧のみです。

 

これにより１気圧＝水銀を７６０ｍｍの高さまで持ち上げる力ということが分かります。

 

 

また容器の中が真空ではなく、元から空気が入っていれば水銀は持ち上がりません。
（水銀の表面にただ空の容器をかぶせたのと同じ）

 

 

上図のように容器の中には空気が入っているので、
持ち上げようとする力と等しい力が容器の中からかかっている状態です。

 

じゃあどうすれば水銀を気圧によって容器の中で持ち上げさせるのかというと、
それは水銀の中に容器を沈めてその容器の中に空気が入らないように立たせます。

 

 

容器が７６０ｍｍよりも長ければ、水銀の位置は７６０ｍｍのところまで下がり、その上部は真空となります。

 

 

ちなみになぜ水銀なのかと言うと水銀（液体）の密度は常温・常圧で約１３．６[g/cm^2]あり、
水の密度が約１[g/cm^2]なので水銀は水の１３．６倍も密度が大きいです。

 

これは単純に水よりも水銀の方が１３．６倍も重い液体ということになります。

 

水銀は液体の中で最も密度の大きい液体として知られていて、
水銀を使用することで持ち上がる高さをより抑えることができるんですね。

 

 

これを水銀ではなく水で行えば密度が１３．６倍も小さくなる（軽くなる）ので、
水の高さが１０ｍ以上（７６０[mm]×１３．６）になってしまいます。

 

なので持ち上がる高さを抑えるために、水銀という密度の大きい物質が使用されています。

 

以上が「１気圧とは？また何ヘクトパスカル（hPa）なのか？」でした。

 

 

これまで説明したことをまとめますと、

 

 

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