ふしぎのトビラ 〜ふるさとサイエンス

今月は番組テーマの「はかる」にこだわって、空気1リットルの重さを計る実験です。

そもそも空気に重さがあるの？という素朴な疑問に答えて、巨大風船実験をおこないました。膨らます前の風船を子どもの背中にぶつけて、押す力を感じてもらいます。

次に、風船にたっぷり空気を入れてぶつけます。すると、子どもはちょっと前のめりになります。空気に重さがあるので押されたのです。

さて、1リットルの空気の重さを計る実験です。まず、炭酸飲料用のペットボトルにチューブをつけ、ポンプで空気を詰め込みます。その分だけ重くなっているはずです。

0.1ｇまで計れる計量器で重さを計ります。69.3ｇでした。次に詰め込んだ空気を1リットルだけ抜きます。

水で満たした1リットルのペットボトルを用意します。このペットボトルの底には小さな穴があり、先ほどの空気の入ったペットボトルとチューブでつなぎます。

空気を止めるためにチューブの途中にはめていたクリップをはずすと、水の入ったペットボトルに空気が流れ込み、穴から水が流れ出します。

水がすっかりなくなると、空気の入ったペットボトルから、ちょうど１リットルの空気が抜けたことになります。

水が抜けきったところで、栓をして重さを計りました。重さは68.1ｇで、最初より1.2ｇ軽くなっています。つまり、スタジオの空気１リットルの重さは 1.2ｇだったのです。

1気圧0度の空気の重さは約1.3ｇといわれています。温度が高かったり、計測する場所の標高が高いと、同じ空気1リットルでも重さは軽くなります。また、実験の誤差も多少あります。

最初に使った大きな風船は、直径が1.2ｍほどなので、計算すると風船の重さも入れて、おおよそ1.2ｋｇになります。それが背中に当たったのですから、ヨロッとするわけですね。

注：なお、風船の重さが1.2ｋｇといいましたが、計りに乗せても1.2ｋｇは示さず、ずっと軽い値を示します。それは空気中でも浮力が働いているからです。