空気の重さを感じない理由とは？科学的に解説します

このページでは、空気の重さを感じない理由について解説します。中学生の方からの質問に対して、物理学の観点からわかりやすく説明します。

1. 空気が与える圧力

空気は、私たちの周りに常に存在しており、見えないもののその重さを私たちに感じさせます。空気は地球の重力によって圧縮され、圧力として私たちの体に影響を与えています。この圧力は「気圧」と呼ばれ、地面にいる私たちには一方向からではなく、全方向から均等に作用しています。

気圧は普段はほとんど気づかないレベルで働いていますが、実は人間の体に対してすべての方向から一定の圧力をかけているのです。

質問者の方が言うように、全方向から同じ圧力がかかっていると、物体はぺちゃんこになるのではないかという疑問が生じます。しかし、私たちの体は常に内圧を発生させています。血液や細胞内の水分が内圧を支え、外からの圧力とバランスを取っているため、圧力が均等でも体がつぶれることはないのです。

また、私たちの体は空気と同じく気圧を受けているため、空気の圧力に対して均等に力を分散しているのです。これにより、空気の圧力を感じないように感じます。

質問者の方が言う「温められた二酸化炭素は軽い」という点にも触れますが、空気や他の気体の性質は温度によって変化します。温度が上昇すると、気体の分子が活発に動き、分子間の距離が広がります。これにより気体の密度が低くなり、軽くなります。そのため、温かい空気は冷たい空気よりも上昇する傾向があります。

この現象は「熱気球」が上昇する原理と同じで、空気の密度が変わることが影響しています。

空気の重さを感じない理由は、私たちが全方向から均等に圧力を受けているためです。気圧は私たちの体に影響を与えていますが、私たちの体の内部圧力とバランスを取ることで、その圧力を感じることはありません。気温や気圧が変化すると、空気の性質も変わり、気体は軽くなったり重くなったりすることがあります。