今回のテーマは、「水銀柱による圧力の測定」です。

みなさんは、気圧の表し方について学習してきましたね。
しかし、どのようにすれば、実際の気圧を測定することができるのでしょうか？
今回は、 水銀柱 というものを利用した方法を紹介します。

次の図を見てください。

図の下には、 水銀Hg が入った容器があります。
同じように水銀で満たした試験管を、この容器に垂直に立てるようにしましょう。
つまり、最初の状態では、試験管の中に水銀が満たされているわけです。

ただ、しばらくすると、図のように水銀の液面が下がっていきます。
水銀には重力がはたらくため、下に落ちてくるのですね。
しかし、その後、 水銀の液面はある高さで一定に なります。

みなさんは、どうして一定の高さで止まるかわかりますか？
図の中には、下向きの矢印が２つあります。
試験管の中の矢印は、 「水銀柱にはたらく重力」 を表しています。
試験管の外の矢印は、 「大気圧の大きさ」 を表しています。
水銀においては、この ２つの力が釣り合う ため、安定した状態になっているのです。

ということは、 「水銀柱にはたらく重力」がわかれば、「大気圧の大きさ」がわかる という関係になります。
これは、とてもわかりやすいですね。

ここで、少し詳しいデータを紹介しておきます。
図の中には、「760mm」という長さが示されていますね。
1気圧の場所で水銀柱の実験を行うと、水銀柱の高さが必ず 760mm になるのです。
つまり、 「高さ760mmの水銀柱にはたらく重力」 と 「1気圧」 が釣り合うわけです。

この関係を利用すると、「Pa」以外の方法で、圧力を表すことができます。
「760mmの水銀柱にはたらく重力」を、 760mmHg と決めると、次のようになります。
　 760mmHg=1.013×10⁵Pa

このように、 mmHgという単位 を用いて、気圧を表す場合があります。
この考え方を、きちんと理解しておきましょう。