ポテチの袋が膨らむ理由は？
この写真はどこで撮ったポテチでしょうか？
変なポテチだ！
うん、膨らんでいるね！
実は、このポテチ富士山の７合目（標高2700ｍ）で撮ったものです！
さて、なぜポテチの袋は膨らんだのでしょう？理由を考えてみましょう！
中の空気が増えたのかな？
うんうん、それはいい考えですね。風船を例に考えると中に空気を入れれば入れるほどパンパンに膨らみますね。
でも、ポテチの袋を開けたわけじゃないから空気が増えることはありません。
あ～そっか
ポテチの問題を解決するカギは“空気には重さがある”っていうことです。
重さがある？？
不思議ですね。詳しく考えていきましょう！
空気の重さ
あまりピンとこないかもしれませんが、空気には重さがあります。
本当に？？
はい、じゃあ簡単な実験をしてみましょう！
準備は簡単で、風船を１つ用意していて、膨らます前と後で重さを測るだけです！
簡単だ！
それじゃあ、質量を比較してみましょう！
(画像準備中 待っててね！）
膨らます前の質量は2.81g、膨らました後の質量は3.22gだったから＋0.41g重たくなってます！
意外と重たいんだね♪
ね！空気は1Lで約1.3gの質量があるから、風船に入れると意外と重さが変わります。
ん？どういうこと？
例えば、寝転がっている状態で自分の上に誰かが乗ってきたら重たいよね。
そりゃね！
この時人が乗れば乗るほど、自分にかかる重さが大きくなるから苦しくなります。
ふむふむ
で、空気にも重さがあるってことは、私たちも空気の重さを感じながら生きているってことです。
別にそんなに重くないよね？
いいえ、めちゃ重たいんだ！空気の重さを体感してみよう！
空気にも重さがある
大気圧の大きさ
実験の方法は簡単で、下敷きにフックを取り付けたものを用意するだけです！
これを机の上に置いて、机にピッタリと密着させるだけです。
これを引っ張って取ってみてください！
簡単じゃない？
いいえ、そんなことはないんです。実験をしたムービーを見てみましょう！(これも用意中！）
ホントに取れないの！？
嘘だと思う人はやってみてください！絶対に取れません！
フックがなくても机の上にある下敷きは取りにくいよね。
確かに！
この実験でなんで下敷きが取りにくかったかというと、下敷きの上にある空気がのしかかっていたからなんです。この力を大気圧といいます。
空気ってそんなに重たくないよね？
確かにそうなんですが、少しだと軽い空気と言えど、たくさんあればものすごい力になります！
この時にかかっている圧力の大きさがあまりにも大きいから下敷きを持ち上げることができないってわけです。
どのくらいの力なの？
空気の重さは面ではたらくから、圧力〔Pa〕で表すよ。圧力について、まだ勉強してないor忘れちゃった～って人は↓の記事から勉強してね♪
海水面（標高0mのところ）で物体にはたらく圧力は1気圧といい、数字で表すと1013hPa（ヘクトパスカル）です。
ヘクト？
ヘクト(h)は㎞のキロ(k)みたいに、単位の前につく補助単位ってやつです。キロが1000倍を表すように、ヘクトは100倍を示します。その他の補助単位の表はコチラの記事で学習してください♪
つまり、1013hPa＝101300Paってことです☆
1気圧は1013hPa
下敷きを簡単に取る方法
さて、問題です。さっき1013hPaもの力がかかっていて取ることができなかった下敷きも簡単に取る方法があるけど、なんでしょうか？
下敷きをズラす！！
大正解！下敷きを机からずらすと簡単に持ち上げることができます。
なんでだろ？
ポイントは大気圧は“全方向から”はたらくからです。
どういうこと？
さっきの下敷きが全然取れない状態は、こうでしたね。
この時は、上から大気圧がかかっているから持ち上げることができなかったんです。この時の大気圧を作図するとこうなります。
自分の上に空気があるんだから当たり前じゃない？
や、そういうわけじゃありません。大気圧は空気の重さって話をしたけど、上からのみはたらくわけじゃありません。空気と触れている面すべてが力を受けます。
例えば、下敷きを机から少しずらすと持ち上げることができるようになりますが、この時の大気圧を作図するとこのようになります。
下の面も大気圧を受けるんだ！
そういうこと！上からの力と下からの力が打ち消し合うから、簡単に下敷きを持ち上げることができるんです！
なるほどね！
大気圧は上だけじゃなく、全方向からはたらく
下敷きの実験はこれさえあれば簡単に行うことができます。興味があればやってみてください♪
気圧を測る道具
気圧を測る時は「アネロイド気圧計」を使います。
アネロイド気圧計はこのような装置です。
なんかでかいね
うん、昔はこんな道具を使って気圧を測っていたけど、最近はスマホのアプリでも簡単に測ることができるから、スマホを持っている人は試してみてください。
、、、じゃアネロイド気圧計いらんやん！
まぁね(笑)
ポテチが膨らむ理由
で結局なんでポテチは膨らんだの？
それじゃあ本題のポテチが膨らんだ理由について考えていきましょう！
最初に私たちもポテチも大気圧に耐えられるようにできているってことを頭に入れましょう！
どういうこと？
私たちの体はイラストのように大気圧を受けながら生きています。
このままだと私たちの体は大気圧によってペチャンコになってしまいます。
大変だ！
でも体がペチャンコにならないのは、体の内側から大気圧と同じ力で押しているからなんです。
なるほどね
ポテチの袋も同じように内側から押して形を保っています。
しかし、このまま富士山の上に持って行くと形が変わってしまいます。形が変わっちゃう理由は力のバランスが崩れるからです。
力の大きさが変わっちゃうんだ
そういうこと♪
ポテチの袋の中は密封されているから力の大きさは変わらないけど、山の上だと大気圧の大きさが小さくなるから、結果として内側から押す力のほうが強くなってポテチの袋が膨らみます。
なんで？
その理由はこの後解説します！
山の上は大気圧が小さくなるから袋が膨らむ！
高い場所だと気圧が小さくなる理由
なんで大気圧が小さくなるの？
それは、上にある空気の量が関係しています。空気の重さ＝気圧の大きさなんだけど、もちろんたくさん物が上に乗っている方が苦しいよね。
空気も同じで、富士山の上と海水面を比べると、富士山の方が、上にある空気の量が少ないです。
イラストだとわかりやすいね。
ってことは気圧が小さいんだ！
そういうことです！山の上は、気圧が小さい⇒外から押す力が小さいってわけです。上に乗っている空気の量に注目してね！
山だと上にある空気が少ないから気圧が小さい
結果、そとから押す力が小さくなる
ポテチの中の力はそのままなの？
はい、ポテチは高度が低い場所で封をされているから、中身の気圧は山の上に持って行っても変わりません。
ってことは、ポテチの中身は1013hPa、外の気圧は630hPaくらいだから押し合いっこすると外側に広がるわけです。
ちなみに、水圧も含めてイラストにするとこうです。
大気圧はあらゆる方向からはたらく
1気圧＝1013hPa
富士山の上は気圧が小さくなるから押す力が減ってポテチの袋が膨らむ
今回のまとめクイズ！
次の学習も一緒に頑張ろうね！
次の学習
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コメント
コメント一覧 （5件）
こんにちは。取得したままの教員免許でしたが、昨年から講師として働きだした者です。忘れていたいろいろを思い出したり、新しく加わった内容を勉強し直したりしながらの毎日の中、このサイトにたどり着きました。
とてもわかりやすくまとまっていて、参考にさせていただいています。
唐突なお願いで申し訳ないのですが、このサイトに掲載されている写真の何枚かを、
授業の資料として使わせていただいてもよろしいでしょうか？
プリントに載せて60名に配布するのみに使用することを考えています。
特にここの山の上で膨れたお菓子の袋など、見せたくてもなかなかない写真を使用させていただきたいのです。
本来ならコメントとして残すものではない内容ですが、メッセージの送り方がいまいちわからず、ここに書き込んでしまいました。申し訳ありません。
何卒よろしくお願いします。
返信遅くなり申し訳ございません。
ぜひ活用していただければ幸いです！サイトのURLを貼って宣伝していただけるとなお喜びます（笑）
先生のこの「大気圧」の関連資料は理論的で、丁寧で、生徒にもわかりやすい資料で、敬服します。
又、大変、参考にさせていただいています。
私は会社のＯＢですが、小中学校の理科授業の支援をやっています。
大気圧の実験に多くの教材を作成し、先生方、生徒にも興味をもってもらっています。
先生のこの富士山頂のポテトチップップス袋のパンパンに写真は生徒も大変興味あるものと考え、ぜひ、この写真を使わせていただきたいですが、お願いできますか？また、関連の資料などもぜひ、参考にさせていただきたいです。こちらの資料には先生のＵＲＬなど、又、ご紹介の資料名など、明記させていただきます、
こちらでは例えば、学校で使用している注射器の外筒の底に別の穴をあけて、テープを張れば、簡単に真空にひく注射器に変身します、大気圧に関する減圧沸騰の実験なども簡単にできます、よろしければ、ご紹介します。
荒木様コメントありがとうございます。
関連資料も含め写真を活用していただしても大丈夫です！
減圧沸点の実験も興味が惹かれるものでした。ぜひやらせていただきます！
ゆうしろ先生殿
早速のご返信ありがとうございます。又、資料の活用承諾重ねてありがとうございます。
くわえて、面倒な願いですが、下記に私のメールアドレスが載っています。メールには面倒な迷惑メールが多々入ります
機会があれば、下記の私のメールアドレスを消すことはできるでしょうか？ よろしくご検討ください
荒木昌三