【あなたはわかる?】科学の問題3本勝負! 風船何個で家が浮かぶ? 光の速さで走ると人はどうなる? 遠くから花火大会の場所を計算できる?
あきとんとん:ごめんごめん。簡単なやつだと、中学校で習う4つの気体の生成方法があるね。酸素だったら、二酸化マンガンに薄い過酸化水素水(オキシドール)を加えると発生するし、石灰石に薄い塩酸を加えると二酸化炭素も発生する。
さらに、マグネシウムやアルミニウム、鉄なんかに薄い塩酸を加えると水素が発生して、塩化アンモニウムと水酸化カルシウムを加熱するとアンモニアが発生するんだ!
りりかさん:学校で習った気がします……。
あきとんとん:そんな感じで発生させた気体を集めるのが置換法なんだ!
銅に希硝酸(きしょうさん)を加えると一酸化窒素が発生するとか、実はいろんな反応で気体は生まれるんだ。もちろん、自然界にある気体、つまり天然ガスってのもある。その天然ガスを分離して精製すれば、ヘリウムなんかも集められるよ。ちなみに、気体を持ち運ぶときは液体にしてから持ち運ぶ場合がほとんどだ!
りりかさん:なんでですか? 液体にするの大変そうですけど……。
あきとんとん:普通は液体のほうが密度は大きいからだね。まあ、いっぱい詰まっているから体積も小さくなって、場所をそんなに取らないから運びやすくなる……って思ったらいいね。
りりかさん:納得です。
あきとんとん:運びやすさだけ考えたら、ほんとは固体にできるとベストなんだけど。固体にしない理由も、またの機会に教えるね!
〈気体の発生方法〉
酸素:二酸化マンガンに薄い過酸化水素水(オキシドール)
二酸化炭素:石灰石に薄い塩酸
水素:マグネシウム、アルミニウム、鉄などに薄い塩酸
アンモニア:塩化アンモニウムと水酸化カルシウムを加熱
光は音の約100万倍の速さ
Q. 光の速さで走ると、人はどうなるの?
A. 結論、死んじゃうよ!
あきとんとん:そもそも、そんなのは不可能なわけだけど。
りりかさん:面白くない答えはやめてください。
あきとんとん:そうだよね。それじゃ思考実験として、考えてみよう。光は1秒間で地球を約7周半できるくらい速くて、実に秒速30万kmなんだよね。もちろん、今の世の中で一番速いのが光だ。
りりかさん:音よりも速い……って聞きました。
あきとんとん:そうそう、よく知ってるね。音がだいたい秒速340mだから、光は音の約100万倍の速さだよ。そして詳しい説明は省くけど、質量を持つ物体が光速で移動するのは原理的に無理なんだ。まあでも、仮に! 人間が光速で移動できた場合のことを考えてみようか。
りりかさん:さすが! それでこそあきとんとん!
あきとんとん:まず第一に、光は直進しかできない。そんでもって、鏡とか水面・ガラスに対しては反射したり、屈折をしてその向きを変えることができるね。ただし、人が反射や屈折をするのは難しいから、今回は人間が光の速度で直進する状況を考えるよ。
りりかさん:速さだけ……ってことですね。
あきとんとん:結論、死んじゃうよ。自分だけじゃなくて、周りの人も。人間の体は光の速度には耐えられる仕様じゃないし、それだけ速く動くと、一歩動くだけで爆風が発生して周りのものはふっ飛ぶよ。
りりかさん:おおお……。
あきとんとん:飛行機やスポーツカーを超える耐久性の素材があれば、身体を取り囲むことはできるかも。でも、中身が耐えられないだろうね。
りりかさん:……決して光速で走らないようにします。
あきとんとん:ちなみに、アインシュタインの相対性理論によると、光の速度に近い速さで移動できたら、止まっているものより10倍も時間の進み方が遅くなるっていわれているね。
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