真空とは何か?分かりやすく図で解説!

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    さてあなたは真空という言葉を聞いたことがありますか?

     

    ”真空パック”や”真空ポンプ”など探してみれば、意外と真空という言葉が使われているものも多いです。

     

    このように生活していればどこかしらで真空という言葉を聞く機会はありますが、
    実際に真空とは何かを理解している人は少ないのではないでしょうか。

     

    そこでこのページでは真空とは何か?
    また真空について分かりやすく図を用いて解説します。

     

    どうぞご覧ください。

     

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    1.真空とは何か?

     

    では真空とは何か簡単に見ていきましょう。

     

    結論から言ってしまうと真空(しんくう)とは、
    大気圧よりも圧力が低い空間のことを言います

     

    大気圧は地球で言えば”空気によって発生する圧力のこと”で、
    この真空の定義についてはJIS(日本工業規格)によって決められています

     

     

    ただ真空と言えばほとんどの人が頭の中で想像するのは、
    ”空気が全く存在していない空間のこと”ではないでしょうか?

     

    空気が全く存在していない空間も真空とは言うのですが、
    これは”完全真空”や”絶対真空”と区別して言われることが多いです。

     

     

    しかし完全真空(または絶対真空)という言葉は空気だけでなく、
    その空間に物質が何も存在しないときに使用されます

     

    (まこと)に物質が何も存在しない間だから、真空と言います。
    (真という字は”本当”などの意味を持っています)

     

    なので完全真空や絶対真空の場合は空気だけでなく、
    他の物質についても何も存在しないことが条件となります。

     

     

    ちなみに物質が何も存在しない空間である完全真空については、
    いまの技術では人工的に作り出すことは難しいみたいです。

     

    そして宇宙は完全真空なんじゃないかという話もよく聞きますが、
    実際は宇宙空間には少なからず水素などの原子が存在します。

     

    なので宇宙空間は限りなく完全真空には近い空間ですが、完全真空ではありません

     

    さて次の章では真空について大気圧なども絡めて、図で分かりやすく解説していきますね。

     

    2.真空について分かりやすく図で解説!

    では真空について分かりやすく図で解説していきます。

     

    まず真空は”大気圧よりも圧力が低い空間のこと”です。

     

    そして大気圧よりも圧力が低い空間を別の言葉で言い換えると、
    ”存在する物質(空気)の量が少ない空間のこと”だと言えます。

     

     

    これは存在する空気の量が少なければその空間における大気圧も下がることを意味しますが、
    なぜ空気の量で大気圧が変化してしまうのかを見ていきましょう。

     

    空気によって圧力(大気圧)が発生する仕組みは簡単に言えば、
    空気を構成している空気分子が周囲に力を掛け合うことによるものです。

     

    例えばある容器(空間)の中にボールを少しずつ詰めていきます。

     

    そうするといずれボールは容器いっぱいに詰められて満たされることになり、
    容器にボールが詰められている状態だと周囲に掛け合う力は大きくなるのが分かります。

     

     

    限られた大きさの容器の中で少しずつボールを詰めていくと、
    容器の中のボールが周囲のボールにつぶされて次第に変形していきますよね。

     

    つまり容器の中のボールが増えれば増えるほど、
    ひとつひとつのボールに掛かる圧力も大きくなっているということです。

     

    大気圧もこの容器(空間)の中に存在しているボールと同じで、
    空間に存在している空気分子が多くなるほど周囲への圧力(大気圧)は大きくなります

     

    なので真空....つまり大気圧よりも圧力が低い空間というのは、
    ”存在する物質(空気)の量が少ない空間のこと”だと言い換えることができるんですね。

     

     

    食品などの真空パックを思い出してみて欲しいのですが、
    仕組みとしてパック内の空気をポンプで吸い出すことで真空状態にしています。

     

    空気を抜かれた後のパックってすごくピチピチな状態になりますが、
    あれは空気を抜かれたことでパック内から外側へと掛かる気圧がなくなるからです。

     

    しかしパック内から外側へと掛かる気圧はなくなっても、
    外側から掛かる気圧はそのままで一方的に気圧がかかるためピチピチな状態になります。

     

    そしてパックの中を真空状態にすることで食品が酸化しにくくなったり、
    しっかりと殺菌処理をしていれば腐りにくくなるので長期保存が可能になります

     

     

    また真空状態にすることで他の物質に音や熱が伝わりにくくなったりと、
    真空状態だからこその様々な特性が存在します。

     

    私たちが普段から経験していることの多くは空気中で発生するもので、
    真空状態になることでそれが逆の結果になることも多々あるので覚えておきましょう。

     

    以上が「真空とは何か?分かりやすく図で解説!」でした。

     

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    3.まとめ

    これまで説明したことをまとめますと、

    • 真空とは、大気圧よりも圧力が低い空間のこと。
    • 物質が全く存在しない空間のことを完全真空(または絶対真空)と言う。
    • 私たちが普段から経験していることは、空気中で発生していること。

     

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