絶対真空と大気圧基準：101.3kPaとは？

絶対真空とは、圧力が完全にゼロの状態を指します。よく「大気圧基準で絶対真空はマイナス101.3kPa」という表現を耳にしますが、これは正しいのでしょうか？この記事では、大気圧基準と絶対真空の関係について解説し、その真実に迫ります。

大気圧とは？

大気圧とは、地球の大気が物体に対して及ぼす圧力のことです。地表では通常、1気圧（101.3kPa）に相当します。この圧力は、空気中の分子が物体に衝突することによって生じます。したがって、大気圧は常に101.3kPaに近い値を取りますが、この値は高度や気象条件によって微妙に変化します。

絶対真空とは？

絶対真空とは、圧力が全く存在しない理想的な状態を指します。この状態では、分子や原子がほとんど存在しないため、物理的な圧力がゼロになります。つまり、絶対真空は100%の「空気のない空間」と考えることができます。

大気圧基準と絶対真空の関係

大気圧基準とは、物理的な圧力を測定する際の基準点の一つで、通常は1気圧（101.3kPa）を基準にします。これを基準にして、圧力が高ければプラス、低ければマイナスとして表現します。絶対真空をこの基準で表現すると、大気圧（1気圧）よりも圧力が低いため、-101.3kPaとされることがあります。つまり、絶対真空の状態は、大気圧基準で測ると「マイナス101.3kPa」となります。

実際の測定方法

絶対真空を測定する際には、絶対圧力を測るための計測器を使用します。これらの計測器は、基準として大気圧ではなく絶対真空を使用して圧力を測定します。例えば、真空ポンプを使用して圧力を下げていき、どれだけ大気圧から圧力が低くなったかを測定します。この測定方法では、最終的に圧力がゼロに近づくほど、絶対真空に近い状態が達成されるとされます。

まとめ

大気圧基準で絶対真空を「マイナス101.3kPa」と表現するのは、圧力を相対的に示すための一般的な表現です。実際の絶対真空は、物理的にゼロ圧力の状態を意味しますが、測定の基準によってマイナス値が示されることがあります。この理解を深めることで、真空の概念や圧力の測定方法をより正確に把握することができます。