(57)【要約】      （修正有）【課題】水圧と大気圧との関係であるトリチェリの真空を容易に確認できる実験装置を提供する。【解決手段】活栓Ａ、Ｄをつけた１５ｍ〜２０ｍ程の透明な耐圧ホースＢを真空容器Ｆにつなぎ真空ポンプで減圧する実験装置である。大気圧によってできる水柱は１０ｍ以上になるが、容器Ｆ内を真空ポンプで減圧するとホース内の水位が０ｍまで下降する。容器Ｆ中の空気の減圧と再注入を繰り返すと水位が上下することで大気圧の存在を確認できる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本考案は、活栓付きの透明な耐圧ホースと真空容器を接続させて、真空ポンプを使って容器内の空気を減圧することでホース内の液面を移動させることができる大気圧と水圧の関係を確認する実験装置である。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、両端に活栓を付けた透明な耐圧ホースと真空容器を接続させた水圧と大気圧との関係でできるトリチェリの真空を利用して大気圧と水圧との関係を確認する実験装置である。
【背景技術】
【０００２】
従来、トリチェリの真空を水などの液体で確認する実験は装置が大規模すぎて実用的ではなかったために、一般的に実施されていなかった。日常の１気圧のとき、大気圧による液柱の高さは液体の密度に関係し水銀では７６ｃｍ程だが、水では10ｍ以上になることやホースやパイプに空気を入れないようにして水を１０ｍ以上も充填して密封する装置が中学校や高校などの施設では見あたらなかった。水銀と違い、水などの液体は気体成分などを溶存させていることで蒸気圧によって想定した水位を確保しにくかった。
【０００３】
従来、トリチェリの真空を水などの液体で確認する実験は容器に閉じ込めた液体を容器の下方の栓を開けてもその場での大気圧によってある高さに水位が保てることを確認するだけであった。大気圧を変えることで水の水位を変える方法は見あたらなかった。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案は活栓をつけた１５ｍ〜２０ｍ程度の透明な耐圧ホースを真空容器に連結させて、真空ポンプを使い耐圧ホース内に水などの液体を密封することができる。細めで透明な耐圧ホースは水を充填させても軽量なので容易にホースの先端を大気圧によるおよそ１０ｍの水柱の高さ以上に引き上げることができる。ホースの下部にある活栓を開けるとホース内の液面が下がってできるトリチェリの真空部分を確認できるようにする。  
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案は、透明な細めの耐圧ホースの両端に活栓を取り付けて、一端を真空容器の内側に入れた耐圧ホースに接続させる。細めで透明な耐圧ホースは水などの液体を充填させても軽量なので容易にホースの先端をおよそ１０数ｍに引き上げることができる。ホース内の水などの液体が大気圧によって持ち上げられて、水柱１０ｍほどの液面が確認できる。
【０００６】
上端の活栓を閉じたまま１０ｍ以上の高さに持ち上げたホースの下部にある活栓を開けることでホース内の液面が下がって中空になる。水では１０ｍちょっとの高さになって、トリチェリの真空部分を確認することが容易にできる。
【０００７】
真空容器の活栓を真空ポンプに接続させて、容器内を減圧していくと、ホース内の液面が徐々に下がっていき真空容器内が真空状態になるとホース内の液面が容器の中まで下がることを確認できる。
【０００８】
真空容器を減圧することでホース内が中空になった状態から真空ポンプをはずして、容器に空気を再注入させるとホース内を液面が上昇していき、元の高さまでもどることから、中空部分は空気などの気体ではなく真空であることが確認できる。水銀以外にも見られるトリチェリの真空を実証実験できる装置である。
【０００９】
通常の水は空気中の気体成分などが溶けていて、本来の水位より低くなってしまうが本考案の装置で水を入れた状態の真空容器を真空ポンプによって真空近くに減圧すると溶けている気体を放出させられるので、大気圧による水柱の高さを１０ｍ以上に確保できる。
【考案の効果】
【００１０】
真空ポンプを使い真空容器中の空気を減圧することやポンプを外して、容器に空気を再注入すると耐圧ホース中の水位が上下して大気圧の確認を体感することができる。この操作を数回繰り返すことができるのでホース内が中空になったようすが空気などの気体が入っていたのではなく真空であることが確認できる。トリチェリの真空が液体の重さと大気圧の存在によって生じる現象であることが容易に確認できる実験装置である。
【００１１】
事前に真空容器中で液体を減圧しておくことで溶存する気体を排除できるので従来よりもホース中での気泡が発生しにくくなり、目的の液体だけを充填しているのでトリチェリの真空状態に近づけられる。
【００１２】
耐圧ホースの一方の活栓を抜気させた液体を入れた容器に入れて、真空ポンプで減圧すると耐圧ホース内に液体を充填できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の正面図である。  図１は３つの活栓を閉じた状態なので耐圧ホース中に液体が充満している。耐圧ホースの一端に符号Aの活栓１を取り付け、活栓２は容器に取り付け、容器内でホースを継ぎ足す。真空容器に別の活栓３を取り付け、真空ポンプに接続するなど、容器内の気圧の調節をする。
【図２】本考案の側面図である。  図２は耐圧ホースの下部の活栓を開け、真空容器の活栓も開けた状態で液体の面が図１よりも少し下がってくる。
【図３】本考案の使用する実体例である。  図３の真空容器内の空気を真空ポンプにより真空に近くまで減圧することで、ホース内の液面が容器中まで下降してホース内は空になってトリチェリの真空状態になっている。
【考案を実施するための形態】
【実施例】
【００１４】
気体成分を除去した液体を入れた容器に耐圧ホースの一端を液面から出ないようにして、他方の一端を真空容器につないで、真空容器を真空ポンプで減圧するとホース内に液体を充満できる。図１のように、すべての活栓を閉じた状態で耐圧ホースの一端を１０.５ｍ以上の高さに持ち上げて固定する。図２のように、上端の活栓以外を開けるとホース内の液面が少し下がってある高さで止まる。これは大気圧によって水などの液面を押し上げて、水圧と大気圧が均衡を保っている状態である。目的の液体の密度の違いで、トリチェリの真空状態の高さが変わる。
【００１５】
図３のように、真空容器を真空ポンプで減圧すると容器内の空気が無くなって真空状態に近付くと耐圧ホース内の液面は容器の最下部まで下降してくる。真空ポンプを止めて、真空容器の活栓から外して空気を入れなおすと、ホース内の液面は図２の高さに戻る。真空ポンプでの減圧と空気の再注入を繰り返すことで大気圧と水圧との関係が容易に確認できる。
【符号の説明】
【００１６】
図１の符号について
符号Ａ：活栓１。活栓１が耐圧ホースの先端に接続する。
符号Ｂ：１５ｍ〜２０ｍ程の透明な耐圧ホース。図１では液体が充満している。  
符号Ｃ：ホースが長いので図中では中間部分を省略した状態を示す。
符号Ｄ：活栓２。活栓２は耐圧ホースを真空容器に連結させ容器内のホースにつながる。
符号Ｅ：活栓３。活栓３により真空ポンプを連結する。活栓３の開閉で容器内の空気の気圧を調節する。
符号Ｆ：真空容器とする。真空容器には液体が入る。
【００１７】
図２の符号について
符号Ａ：活栓１。活栓１が耐圧ホースの先端に接続する。
符号Ｂ：１５ｍ〜２０ｍ程の透明な耐圧ホース。図２では液面が下がる。  
符号Ｃ：ホースが長いので図中では中間部分を省略した状態を示す。
符号Ｄ：活栓２。活栓２は耐圧ホースを真空容器に連結させ容器内のホースにつながる。
符号Ｅ：活栓３。活栓３により真空ポンプを連結する。活栓３の開閉で容器内の空気の気圧を調節する。
符号Ｆ：真空容器。真空容器には液体が入る。
【００１８】
図３の符号について
符号Ａ：活栓１。活栓１が耐圧ホースの先端に接続する。
符号Ｂ：１５ｍ〜２０ｍ程の透明な耐圧ホース。図３では液体下がり中空である。  
符号Ｃ：ホースが長いので図中では中間部分を省略した状態を示す。
符号Ｄ：活栓２。活栓２は耐圧ホースを真空容器に連結させ容器内のホースにつながる。
符号Ｅ：活栓３。活栓３により真空ポンプを連結する。活栓３の開閉で容器内の空気の気圧を調節する。
符号Ｆ：真空容器。真空容器には液体が入る。
符号Ｇ：真空ポンプ。真空容器Ｆと連結して、容器内を減圧させる。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年12月15日(2015.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
活栓付きの透明な耐圧ホースと、耐圧ホースが接続された真空容器と、真空容器に接続された真空ポンプとを備えた実験装置であって、真空ポンプを使って真空容器内の空気を減圧することで耐圧ホース内の液面を移動させて大気圧と水圧の関係を確認できるようにした実験装置。