目次
問題と正解
問題： コップを逆さまにして空気を漏らさずに、水面から深度10mの水中に沈めました。コップの中の空気の体積はどうなりますか？
正解： 水面にあった時の半分になる
解説とまとめ
この問題は、水中での圧力と気体の体積の関係を理解しているかをチェックするものです。
答えの鍵は、「水深10m」「空気」「体積」というワードにあります。
なぜ空気の体積が半分になるの？
空気は圧力に応じて体積が変わる性質を持っています。
この性質は物理のボイルの法則として知られています。
✏️ ボイルの法則とは？
気体の温度が一定であれば、圧力と体積は反比例する
圧力が2倍 → 体積は1/2
深度10mでは圧力はどうなる？
水中では、10m深くなるごとに1気圧ずつ増えると覚えておきましょう。
- 水面：1気圧（大気圧）
- 水深10m：2気圧（大気圧1 + 水圧1）
つまり、水深10mでは圧力が2倍になります。
だから空気の体積は半分になる！
逆さコップの中の空気は、2気圧の圧力を受けることになります。
その結果、ボイルの法則に従って、
空気の体積は水面のときのちょうど半分になるのです。
実際のダイビングにも関係が！
この圧力と体積の関係は、タンクの空気の消費量、浮力コントロール、緊急浮上時の呼吸など、
あらゆるダイビングの場面に密接に関係しています。
深く潜れば空気の消費も速くなる。
だからこそ、深度管理と呼吸管理がとても重要なのです。
覚えておこう！
📌 水深10mでは気圧が2倍！気体の体積は1/2！
まとめ
今回の問題「コップを逆さにして水深10mに沈めたら空気の体積はどうなる？」の答えは、
水面にあった時の半分になる
これは、水圧が2倍→気体の体積が1/2になるという
ボイルの法則にしっかりと基づいた現象です。
この基本をしっかり押さえておくことで、より安全で理論に裏打ちされたダイビングができますよ！
出典：PADI OPEN WATER DIVER MANUAL