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問題と正解
問題: 風船に空気を入れて口をしばり、プールの水底まで持っていきました。水底についた時、風船はどのようになっていますか?
正解: 風船は小さくなり、風船内の空気の密度は高くなる
解説とまとめ
この問題は、**水中での気体の変化(圧力の影響)**について理解しているかを問うものです。
私たちが普段あまり意識していない「圧力」の力ですが、水中ではとても大きな変化を生みます。
なぜ風船が小さくなるのか?
答えは「水圧」にあります。
- 水深が深くなるほど、上からの水の重み(圧力)が大きくなります。
- 水圧が高まると、気体は圧縮されて体積が小さくなるという性質があります。
- つまり、水底では風船が押しつぶされるように縮んでしまうのです。
気体の密度はどうなる?
体積が小さくなっても、風船の中の空気の「量(質量)」は変わりません。
その結果、同じ空気が狭い空間に詰め込まれる=密度が高くなるというわけです。
法則で説明すると…
これは、物理のボイルの法則に基づく現象です。
✏️ ボイルの法則: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倍になると、体積は1/2になる。
実際のダイビングでも重要!
この原理は、タンク内の空気や、BCD・ドライスーツの調整にも関わっています。
- 深く潜るほど、空気は圧縮されます。
- だからこそ、深度によって適切な浮力コントロールが必要なのです。
覚えておこう!
🎈 風船を水底に沈めると、圧力で小さくなる!
密度が高くなる=空気がギュッと詰まる!
まとめ
今回の問題「風船を水底に持っていくとどうなるか?」の答えは、
風船は小さくなり、風船内の空気の密度は高くなる
理由は、水圧によって風船内の空気が圧縮されるからです。
この現象はダイビングの基本でもあります。
水深と気体の関係をしっかり理解して、安全でスマートなダイビングを!
出典:PADI OPEN WATER DIVER MANUAL