質問: 「容器に閉じ込めた液体の一部に圧力を加えると、その圧力は液体の各部分に同じ大きさで伝わる」という原理を、発見者の名前をとって「何のの原理」という?
回答: パスカルの原理

タイトル: 物質同定の原理
この法則はオストワルドが1889年(明治22年)に書いた『一般化学概論』に出ており、オストワルドが言い出したと考えられる。オストワルドは「1物質の性質は実に無数であって、2物体の性質全体の性質が果たして一致するかどうかは容易に説明することはできない。しかし、私たちは知らず知らずのうちに得た、応用広い演繹の結果、そのような証明は不要である。なぜかといえば、我々は2個の物体の性質のうち2,3が一致すれば、他の全ての性質も一致することを知っているからである。」と述べている。オストワルドはこの法則に特に名称はつけなかったが、この法則は科学上の最も基礎的な法則の一つであるにもかかわらず、科学教育においてほとんど忘れられていた。科学史家の板倉聖宣は、この法則を「物質同定の原理」と呼ぶことを提案し、科学教育で復活させる必要性を説いた。

タイトル: 圧力容器
圧力容器(あつりょくようき)とは大気圧と異なる一定の圧力で気体や液体を貯留するように設計された容器である。圧力容器の例としては以下のようなものがある。工業分野では、圧力容器は設計圧力、設計温度と呼ばれる特定の圧力や温度で安全に操作できるよう設計されている。圧力容器としての設計が不十分な容器を高圧で使用することは、極めて重大な危険を招くことになる。このため圧力容器の設計や保証に関しては、各国で様々な規格によって管理されている。例えば、北米におけるASMEのボイラーおよび圧力容器規格(BPVC)、EUにおける圧力機器指令(PED)、カナダのCSA B51、および日本の日本工業規格(JIS)などである。

タイトル: カロリック説
例えば、物体が固体から液体になる時には、熱容量(比熱)が大きくなるため、物質が含むことの出来るカロリックの量が多くなり、物体は周囲からカロリックを吸収する。こうした熱容量の変化は、気体の膨張や圧縮の際にも起こり、気体が圧縮された時は熱容量が減少するため、物質が含むことの出来るカロリックの量も少なくなり、余ったカロリックが熱として周囲に放出される。この現象は、水を含んだスポンジを圧縮すると、スポンジから水が溢れ出す現象に例えられる。この説は元々ブラックの弟子のウィリアム・アーヴィンによって生み出されたもので、後にアデア・クロフォード(en)が発展させた。カロリック説登場後は、ドルトン、クレマン、デゾルムなどがこの説を支持した(以下、杉山に倣って、この説を「アーヴィン流」と呼ぶ)。もう1つの考えは、カロリックには、温度の変化を引き起こすものと、引き起こさないものの2種類あるというものである。

タイトル: 圧力
上記の高圧力実験は通常、静的な圧力発生によるものが前提であるが、動的に圧力を加える実験として衝撃圧縮実験がある。達成可能な圧力値は衝撃圧縮によるもののほうが一般的に高い。他に非等方的な圧力実験の試みもある。

タイトル: サバティエの原理
サバティエの原理(サバティエのげんり、英: Sabatier principle)は、化学不均一触媒(英語版)における定性的概念である。名称はフランスの化学者ポール・サバティエに因む。本原理は、触媒と基質との間の相互作用は「ちょうどよい」でなければならない、すなわち強すぎても弱すぎてもいけない、と述べる。もし相互作用が弱すぎれば、分子は触媒に結合できず、反応が起こらない。一方、もし相互作用が強すぎれば、生成物が解離できない。本原理は、触媒による反応物の吸着熱といった性質に対して反応速度をプロットすることによって視覚的に示すことができる。このようなプロットは最大値を通過し、三角形あるいは逆さまにした放物線のように見える。その形状から火山プロット(volcano plot)と呼ばれる。

タイトル: ガス放出
大気中などでは、固体の表面には水やその他の分子が条件により一定量吸着し、多孔質材料では内部にも水が存在する。大気中にあるときは、蒸気圧によって吸着分子と放出分子が平衡(同じ量存在する)にある。大気中にあった固体を、真空状態にするために減圧すると、この吸着していた分子が徐々に放出されるために、しばらくの間は真空装置で想定される最高到達真空度よりも高い圧力が装置の中に残ってしまう。

タイトル: マクラウド真空計
 このように気体の圧縮を利用して圧力をV0/V - 1倍に増幅し、高真空でも測定できるようにしたのがマクラウド真空計である。

タイトル: シャルルの法則
シャルルの法則(英語: Charles's law)とは、一定の圧力の下で、気体の体積の温度変化に対する依存性を示した法則である。シャールの法則ともいう。1787年にジャック・シャルルが発見し、1802年にジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックによって初めて発表された。この発表以前の1777年から1779年にヘンリー・キャベンディッシュの実験、または1801年から1802年のジョン・ドルトンの研究はこれに先駆けていた。とりわけキャベンディッシュは1779年から1780年に、いくつかの気体の熱膨張率を測定した上で結論を導いているが、人嫌いの奇人で知られたキャベンディッシュが生前にこれを発表することはなかったため、シャルルは独自にこれを発見したことになる。この法則は理想気体に対して成り立つ近似法則であり、実在気体ではずれが生じる。

タイトル: 気体
たとえば同一温度、同一気圧の下では、気体の種類を問わず同一体積中に含まれる分子数は一定である。これをアボガドロの法則という。気体分子の大きさと質量を存在しないものとした仮想の気体のモデルを理想気体といい、気体の基本的性質を示すために扱われる。臨界温度以下の気相のことを蒸気と呼ぶ。臨界温度以下で気体を圧縮していくと液体へ相転移(一次転移)する。また、ある臨界圧力以下の圧力が物質の飽和蒸気圧と等しくなる点が沸点である。

タイトル: 最大エントロピー原理
この状態で二種類の気体A、B がそれぞれ容器の右半分、左半分に入れられているときに、容器中の分子が従う分布は、最大エントロピー原理により、という条件下でエントロピーを最大化する。次に板を外すと、容器中の分子の分布が変化する。この状態で分子が従う分布は、再び最大エントロピー原理により、という条件下でエントロピーを最大化する。明らかに条件(2)は条件(1)よりも弱い。従って条件(2)の下での最大値は、条件(1)の下での最大値よりも大きい(小さくない)。すなわち、板を外す事でエントロピーは増大する。

タイトル: 冷却
1810年になると、それまでの低温物理学の発達により、スコットランドのジョン・リズリーが蒸気圧縮機により一旦、冷媒を圧縮して気体を液化・低温化させ、その気化熱を利用して水を氷にする蒸気圧縮型冷蔵庫を試作した。(→蒸気圧縮冷凍機)1820年、マイケル・ファラデーにより吸収冷却の原理が発明され、その後、アンモニアを利用した吸収型冷蔵庫が試作されている。(→吸収式冷凍機)1821年にはトーマス・ゼーベックにより、接触させた物体の温度差によって電圧が発生する現象を発見し「ゼーベック効果」と名づけられた。1834年にその逆方向で、電流によって温度勾配を作り出す現象がジャン=シャルル・ペルティエにより発見され「ペルティエ効果」と名づけられた。

タイトル: アボガドロの法則
アボガドロの法則(アボガドロのほうそく、英語:Avogadro's law)とは、同一圧力、同一温度、同一体積のすべての種類の気体には同じ数の分子が含まれるという法則である。 1811年にアメデオ・アヴォガドロがゲイ=リュサックの気体反応の法則とジョン・ドルトンの原子説の矛盾を説明するために仮説として提案した。 少し遅れて1813年にアンドレ=マリ・アンペールも独立に同様の仮説を提案したことから、アボガドロ-アンペールの法則ともいう。 また特に分子という概念を提案した点に着目して分子説(ぶんしせつ)とも呼ぶ。 元素、原子、分子の3つの概念を区別し、またそれらに対応する化学当量、原子量、分子量の違いを区別する上で鍵となる仮説である。アボガドロの仮説は提案後半世紀近くの間、一部の化学者以外にはほとんど忘れ去られていた。

タイトル: トリチェリーの原理
トリチェリーの原理(トリチェリーのげんり、英: Torricelli's law、Torricelli's theorem)は、1643年にイタリアのトリチェリーが発見した原理である。この原理は、片方の口を閉じた長さ1メートル程度のガラス管に水銀をいっぱいに入れ、逆さにして口の部分を下にして水銀槽の中に入れると、水銀槽の表面から高さ約76センチメートルまで下がって静止するというもの。これは気圧が長さ76センチメートルの重さに相当していることを示し、水銀気圧計の原理となっている。ガラス管内の水銀面が下がったとき、管内の水銀面より上の部分は真空となる(トリチェリの真空)。深さhまで満たされたタンクの底にある鋭いエッジの穴を通る流体の流出の速度vは、物体(この場合は、水滴)が取得する速度と同じである。高さhから自由に落下する、すなわち

タイトル: ガリレオ温度計
ガリレオ温度計(がりれおおんどけい)は、透明な液体と複数の様々な密度のガラス器を含む、密閉されたガラス製の円筒で作られた温度計である。温度の変化に従って、各々の浮きが各々の密度に比例して上下する。ガリレオ・ガリレイにちなんで命名されているが、それは彼がこの温度計が基礎を置く、液体の密度はその温度に比例して変化するという原理を発見し、そしてこの原理に基づく温度計を発明したことによるものである。

タイトル: グロッタス機構
グロッタス機構(グロッタスきこう、英: Grotthuss mechanism)またはプロトン・ジャンプ機構(プロトンジャンプきこう、英: proton jumping)とは、ヒドロン(プロトン)の過剰もしくは不足が水素結合ネットワークを介して隣接分子間で共有結合の同時的生成・解離を繰り返すことにより水もしくは他の水素結合性液体中を拡散する機構をいう。1806年、テオドール・グロットゥスは「電流による液体の分解について」と題する論文において水の伝導性に関する理論を発表した。グロットゥスは、電解反応により単一水素イオンが酸素原子間を「バケツリレー」のように受け渡される機構を考案した。当時、水分子はH2OではなくOHであると考えられていたこと、およびイオンの存在が未だよく理解されていなかったことを考えると、当時にこの理論が考案されたことは驚きに値する。

タイトル: アルキメデスの原理
ここで、周囲の水が上記境界面に及ぼす水圧は、その水圧を及ぼしている対象物が、上記物体であるか、上記仮定のように置換された水であるかの区別なく、対応する境界面の各位置でまったく同一である。このため、水圧を及ぼす対象が上記物体である場合における境界面各位置における水圧は、上記仮定で物体の水面下部分を置換している水が受けている水圧と変らない。上記仮定では、物体の水面下部分を置換している水は周囲の水に支えられて同一の水面となっているから、物体に対する浮力(水圧の総和)も、押しのけている分だけの水の質量による重力に見合った(釣り合う)だけの値と向きとなる。アルキメデスの原理やこの議論は、いずれも、物体の全体を水に沈める場合にも当てはまり、やはり、物体周囲の水は、物体が押しのけた水の質量見合い分の浮力を当該物体に上向きに作用させることとなる。

タイトル: キャビテーション数
キャビテーション数Ca は液体の圧力と蒸気圧の差を無次元化したもので定義され、次式で表される:

タイトル: 非ニュートン流体
非ニュートン流体のミクロな構造は、Merrillによって以下のように分類されている。各分類において所属物質をほぼ包括した特性があることが指摘されている。

タイトル: 原子模型
1つ目は「質量保存の法則」で、アントワーヌ・ラヴォアジエの研究と密接に関連し、化学反応における全質量は一定である(つまり、反応物と生成物の質量は同じである)というものである。2つ目は「定比例の法則」である。1797年にフランスの化学者ジョゼフ・プルーストが最初に確立したこの法則は、ある化合物が構成する化学元素に分解されるとき、元の物質の量やその由来に関わらず、構成元素の質量は常に同じ重量比になるというものである。ジョン・ドルトンは、この先行研究を調査し発展させ、後に「倍数比例の法則」という新しい考え方を提唱した。同じ2つの元素を組み合わせて、さまざまな化合物を作ることができる場合、それらの化合物における2つの元素の質量の比は、小さな整数で表わされるというものである。これは、当時のドルトンらをはじめとする化学者たちが観察した化学反応によく見られる傾向であった。

タイトル: 計測機器
これには、物質の巨視的特性を計測する装置が含まれる。たとえば物性物理学の固体物理学分野や、液体の粘弾性、さらには液体・気体・プラズマ、超臨界流体などの流体力学も含まれる。これは、粒状・多孔質の物体に対する仮比重ではなく、結晶のような固体の数密度にあたる。

タイトル: 逆浸透膜
逆浸透膜(または半透膜)で塩類濃度の高い水と低い水を仕切ると、その浸透圧の差によって濃度の低い側から高い側へ水がひとりでに抜けてゆくが、逆に濃度の高い側に外から浸透圧の差を超える圧力をかければ、水分子だけが濃度の高い側から低い側に抜ける。この現象を逆浸透といい、「逆浸透膜」の名はここから来ている。上述のように逆浸透膜の分離が単純な物理的阻止だけでは説明できないために原理について複雑な解説がなされることが多いが、要は「水と不純物とを分離するために浸透圧以上の圧力をかける必要があるので逆浸透膜と呼ぶ」というように理解すればよい。ウイルスで現在最も小さいとされるピコルナウイルスやパルボウイルスでも大きさは約20ナノメートルであり、逆浸透膜の孔より確実に一桁は大きいため、逆浸透膜は破損がない限り水から全ての病原菌やウイルスを除去できるものと考えてよい。

タイトル: サイフォン
何らかの液体を、高い位置にある出発地点と低い位置にある目的地点を管でつないで流す際、管内が液体で満たされていれば、管の途中に出発地点より高い地点があってもポンプでくみ上げることなく流れ続ける。この仕組みは液体を鎖に模して、鎖が出発地点より高い位置にある滑車を経由してもう一方へと移動するモデルによっても説明される。管内が液体で満たされているときには管内の静圧について考えると、出発地点(タンクの水面)における静圧は目的地点における静圧よりも液柱の高さの差分にかかる重量分だけ高くなり、この圧力差を駆動力として液体は目的地点へと流れる。 途中、どれくらい高い地点を通ることができるかは大気圧および液体の蒸気圧と密度による。

タイトル: 毛細管現象
毛細管現象(もうさいかんげんしょう、英: capillary action)とは、細い管状物体(毛細管)の内側の液体が、外部からエネルギーを与えられることなく管の中を移動する物理現象である。毛管現象とも呼ばれる。地球上での重力に逆らえるほど上昇(場合によっては下降)することもある。主に静電気力が影響している。例えば、ガラス容器に入った液体を側面から観察すると、容器の壁面と接している部分と離れた部分では液面の高さが異なっている。表面張力・壁面のぬれやすさ・液体の密度によって液体上昇の高さが決まる。表面張力を測定する方法の一つとなっている。

タイトル: 生態系
なお、この際、瓶の口を綿栓などで覆った場合は空気の出入りは自由になるので、密閉容器内にこれを入れれば真に隔離した系が得られる。この場合、囲い込まれた空気の量が多いほど、安定が長く維持される傾向があるという。内部における微小な変動を弾力的に受けとめられることによるとも言われる。

タイトル: ダイラタンシー
この観察結果は、今なお、粉粒体の物理の最も重要な原理の一つであり続け、レイノルズの膨張の原理(dilatancy principle)として知られるようになった。それは、以下での実験にも見られる現象である。濡れた砂浜を歩くと、足跡のまわりが乾いて見える現象は膨張の原理で説明できる。即ち、足が地面を押えつけると砂は局所的に体積を増やして変形し、そのため粒子間の間隙が増えて、それが表面の水を吸い込むため、まわりが乾いたかのような錯覚を与える。ここで特筆すべきことは、レイノルズの原理の前提、特に粉粒体が「稠密に充填されている」という条件は、絶対に欠かせないことである。体積が変化するのは粒子の配列が変わるためであり、固体・液体・気体の体積は全方向から圧縮すると変わる(圧縮力が減ると増える)が、粉粒体はせん断するだけで増える。

タイトル: カロリック説
気体の入った容器の体積を、外から熱が加わらないように急激に増加させると、容器内の気体の温度が下がる。これは現在では、容器内の気体分子の運動エネルギーが、容器を押し広げるための仕事に費やされ、その分、容器内の気体分子の運動エネルギーが減少し温度が下ったと定量的な説明でき、熱の運動説の根拠の1つと考えることも出来る。しかし、この現象はカロリック説でも説明が可能( 定量的ではないが)である。ドルトンは、温度が下がったのは、気体の熱容量が大きくなり周囲の熱を奪ったためだと説明した(この時点ではドルトンはアーヴィン流の熱理論論者だった)。ただし、この理論では、体積が増す、すなわち容器の密度が下がるにつれて熱容量は大きくなり、真空が最大の熱を持つということになる。このことは一見理解しがたいが、気体に熱を加えると膨張して密度が下がるという事実を踏まえれば、当時は納得できるものでもあった。

タイトル: エヴァンジェリスタ・トリチェリ
1644年には、液体を入れた容器の側面に比較的小さな穴を空けたときの液体の流出速度に関するトリチェリの定理を発表した。重力加速度をg 、液面と穴の高低差をh 、流出速度をv とするとという関係になるというもので、液面の高さから自由落下した物体が穴の高さで得る速度と同じである。トリチェリの定理は、周囲の大気圧が一定で、液面の降下速度を無視できると仮定した場合におけるベルヌーイの定理の変形である。

タイトル: 吸着等温式
ヘンリーの法則の気体の圧力と溶解量の関係が吸着量にも成立すると考えた吸着等温式である。すなわち吸着量vは圧力pに単純に比例する。均一な表面を持つ吸着剤への低圧領域における吸着挙動に対しては良好に一致する。