真空（しんくう）とは　空気（くうき）の圧力（あつりょく）低（ひく）い空間（くうかん）

　真空（しんくう）という言葉（ことば）を知（し）っていますか。

　「真空（しんくう）パック」や「宇宙（うちゅう）は真空（しんくう）だ」などと聞（き）いたことはありませんか。真（しん）は「本当（ほんとう）」、空（くう）は「何（なに）もない空間（くうかん）」という意（い）味（み）があります。真空（しんくう）とは「本当（ほんとう）に何（なん）にもない空間（くうかん）」なのでしょうか。

 

　実（じつ）は、日常（にちじょう）で使（つか）う真空（しんくう）とは「地上（ちじょう）の空気（くうき）の圧力（あつりょく）に比（くら）べ、圧力（あつりょく）の低（ひく）い気体（きたい）などで満（み）たされた空間（くうかん）」のことです。したがって、台風（たいふう）のような低気圧（ていきあつ）や高（たか）い山（やま）の上（うえ）は含（ふく）みません。

　空気（くうき）は見（み）えませんから、圧力（あつりょく）といってもぴんとこないかもしれません。空気（くうき）は主（おも）に窒素（ちっそ）や酸素（さんそ）といった気体（きたい）の集（あつ）まりです。気体（きたい）を細（こま）かく見（み）ると、分子（ぶんし）という小（ちい）さな粒（つぶ）からできています。この粒（つぶ）がたくさん集（あつ）まって及（およ）ぼす力（ちから）が空気（くうき）の圧力（あつりょく）です。

　では、どのくらい集（あつ）まっているのでしょうか。1辺10センチの立方体（りっぽうたい）の箱（はこ）が地上（ちじょう）にあるとします。温度（おんど）が0度（ど）の場合（ばあい）、箱（はこ）の中（なか）の空気（くうき）の質量（しつりょう）はおよそ1.2グラムです。粒（つぶ）を数（かぞ）えると、およそ10の22乗（じょう）個（こ）。これは1千億個（せんおくこ）の1千億倍（せんおくばい）です。ものすごい数（かず）ですね。この時（とき）、箱（はこ）の中（なか）の圧力（あつりょく）はおよそ1気圧（きあつ）になります。

　では、この箱（はこ）から空気（くうき）の粒（つぶ）を除（のぞ）いていきましょう。温度（おんど）0度（ど）のまま粒（つぶ）の数（かず）を半分（はんぶん）にすれば、圧力（あつりょく）も半分（はんぶん）になります。1気圧（きあつ）の半分（はんぶん）ですから0.5気圧（きあつ）ですね。周（まわ）りの空気（くうき）の圧力（あつりょく）に比（くら）べ低（ひく）いので、この箱（はこ）の中（なか）は真空（しんくう）といえます。

　同様（どうよう）に、どんどん粒（つぶ）を少（すく）なくしてみましょう。粒（つぶ）の数（かず）が100分（ぶん）の1になれば0.01気圧（きあつ）、1万（まん）分（ぶん）の1になれば0.0001気圧（きあつ）となり、より真（しん）空（くう）になっているといえます。

　このように、圧力（あつりょく）を使（つか）って真空（しんくう）の度合（どあ）いを表（あらわ）すことを、「真空（しんくう）度（ど）」と呼（よ）びます。圧力（あつりょく）が低（ひく）いほど真空（しんくう）度（ど）が高（たか）いことになります。また粒（つぶ）を取（と）る装置（そうち）を真空（しんくう）ポンプといいます。理想的（りそうてき）には、粒（つぶ）を全部（ぜんぶ）取（と）ってしまえば言葉（ことば）通（どお）りの真（しん）空（くう）になりますが、ポンプの力（ちから）には限界（げんかい）があり、残念（ざんねん）ながら完全（かんぜん）に真空（しんくう）にすることはできません。

　宇宙（うちゅう）はどうでしょうか。宇宙（うちゅう）に空気（くうき）はありませんが、星間（せいかん）物質（ぶっしつ）と呼（よ）ばれるものがあり、その粒（つぶ）の数（かず）は1辺10センチの立方体（りっぽうたい）の箱（はこ）の中（なか）に千個（こ）程度（ていど）。気圧（きあつ）でいえば、およそ10のマイナス19乗（じょう）気圧（きあつ）です。

　ちなみに、スーパーに並（なら）ぶ食品（しょくひん）などの真空（しんくう）パックは0.01気圧（きあつ）程度（ていど）になるものもあります。宇宙（うちゅう）と食品（しょくひん）の真空（しんくう）パック、真空（しんくう）のレベルは大（おお）きく異（こと）なりますが、どちらも真空（しんくう）であるという点（てん）は同（おな）じなのです。

　(5-Daysこども文化（ぶんか）科学館（かがくかん）主任（しゅにん）学芸員（がくげいいん）・村上（むらかみ）聡（さとし）)

※２０２０年１１月ちゅーピー子ども新聞掲載記事より