湿った空気の方が軽いっけ！？


何でかわからんが『勘違い・思い違い』をしてる事ってけっこうある。家庭教師なんかをしてて、高校生だとか、場合によっては中学生に理科を教えているときに突然、間違いに気づくことがあるんですよね。　小中学校で習う事柄もけっこう奥が深かったりする。


乾いた空気より湿った空気の方が軽い！？


なんとなーく、「乾いた空気より、湿った空気の方が重いんとちゃうの？」と思ってたのはボクだけか？
つーわけで、中学・高校レベル化学の簡単な復習・雑学!!!　　※　化学苦手やし間違ってたらゴメン･･･。 m(_ _)m

空気ってのは大雑把には『窒素：酸素＝４：１』の気体です。
窒素分子の質量は1モル28グラム、酸素分子1モル32グラム、よって空気1モルは単純計算で1モル28.8グラムってところ。　一方、水分子1モルは18グラム。　1モルの中に含まれる原子・分子の数は粒子の種類に関係なく一定で 6.02 X 1023 、湿った空気ってのは窒素分子や酸素分子の一部が水分子と入れ替わっている状態なわけで、これって軽くなるやん！？


乾いた空気より湿った空気の方が軽い!!!


低気圧って上空に雲あって雨降って、直感的にはヘビーな印象なのに実際「気圧は低い」わけだしね。
天気予報の類で「湿った空気が海上で上昇しどうのこうの〜」という解説を聞くことがあるが、昔は何らかのファクターで上昇気流ありきで水分もついでに引き上げるのかと思っていたけど、そうでもないのかもね。自然現象ってのは複雑なので一概には言えないけど、『湿った空気は軽い』というのはけっこう支配的なファクターかもね。

ちなみに、水蒸気ってのは目では見えません。ヤカンから出る湯気なんてのは水蒸気じゃなくて液体の水。
水分子が気体の状態で存在してこそ水蒸気なわけですが、上空で飽和状態を越えて分子どうしが結びつくと液体の水になりますな。埃なんかが核になるって聞くが、この状態になると流石に重そうやな･･･。
雲ってのは凝縮状態だから周囲の湿った空気より重いはずだけど、高度をあるていど維持できるのは湿った空気による上昇気流ゆえかな？　状態変化が絡み合うと話はもっと複雑になるなぁ。



快晴の京都府立植物園にて･･･

とどのつまり、乾いた空気よりも湿った空気の方が同じ条件では軽いワケであり、快晴の日は高気圧なわけだから科学的には体にのしかかる圧力は高いわけで、曇天だとか、台風だとか、気圧の低い日の方が体にかかる圧力は弱いのでアリマス。曇りの日に「こういう天気って気が重いよねー」って言われたら、「物理的には負荷は軽いのでアリマス！」とか言い返すのは間違いではないかも知れないけれども、ある意味では致命的に間違いでアリマス!!!　　アレゲな友達同士ならば、おっけー　 :-)

負荷が高いはずの快晴の青空の下、気分は凄く軽くなる。　なんでかなー･･･？？？


おまけ


水素で飛行船作ってもたいした意味ねぇよ!!!


教え子のコギャルに「センセ、飛行船ってヘリウムじゃなくて水素入れたら浮力2倍で超ナイスですよね！」って言われたことがある･･･。水素ガスの分子量２に対し、ヘリウムガスは４、だから水素入れた方がナイスだって思うのは、まぁ、気持ちは分からんでもない･･･。
が、それは違うぞ。実際、飛行船に水素入れてたこともあったらしいが（事故で激しく燃えちゃった、つーか爆発･･･）、基本的に水素なんて爆発の危険が高いだけで浮力に関してはヘリウムに対してたいしたアドバンテージはないっす。　浮力の計算↓をしてやれば分かる。

水素ガスの分子量：２、ヘリウムガスの分子量：４、ここで空気の分子量：28.8　とすると


水素ガス　　を充填したときの浮力は26.8
ヘリウムガスを充填したときの浮力は24.8

確かに水素の方が浮力が大きいが、ヘリウムでも水素の92.5％の浮力が得られる。
水素ってのは可燃性ガスで凄く危険です。金属材料なんかは水素と結びつくと水素脆性なんかおこしちゃって超危険です。　その点、ヘリウムは希ガスで安定してるしパフォーマンスも良いしナイスですよね。

まぁ、このへんも、式たてて考えたりしない限り、案外気付かないかも。

[追記]

上の飛行船ってのはヒンデンブルク号爆発事故のことなんだが、「水素が原因じゃないらしい」って通りすがりさんがＢＢＳに書き込んでくれた。どうも静電気とテルミットによる起爆炎上らしい（⇒ここ）。

1997年、ＮＡＳＡの分析による結論で、現在では水素でなくてもヒンデンブルク号は爆発してたとの意見が有力らしい。そういえば、ボクが高校あたりの時期にＴＶでそんな解説してた気がする。ヒンデンブルク号はヘリウム使ってても炎上・倒壊するらしい。まぁ、だからって水素使って良いってもんじゃないのだが。

まったくもって余談なのだが、ＮＡＳＡの分析結果ってのは昔は説得力があったのだが、最近はハズレが多い。予算削減で何かと厳しいらしく、その辺が影響してるらしい。ボクが子供の頃はＮＡＳＡっつーと憧れの的でしたが。上の爆発原因の分析は良く出来ていると思いますけど。

更に余談ですが(笑)、航空繋がりでもう一発。調査結果が胡散臭いことこの上ないのは日本で航空事故が起きたときに出てくる『国土交通省航空鉄道事故調査委員会』。日本の航空会社が起こした事故の場合はたいてい事故原因＝不明で報告書が終わっている。これについては航空会社ってのは国土交通省の管轄下にあり、国土交通省には監督責任があるので、その手先である事故調は真面目に分析すると自分の首を絞めることになるからだろうけどなー。大人の事情ですなー (;T-T)


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