物理学？の質問です。
http://q.hatena.ne.jp/1412510338
↑この質問のHarlockさんの回答で
＞この穴が仮に真空でないとしたら、地球の表面を覆う大気が地球の両側の穴から
＞落ちていくことになりますよね。このとき単純に穴の体積分の空気が移動して
＞終わりということではなく、地球の中心に行くほど大気の密度が濃くなるような
＞形でどんどん空気が穴に落ちて行ってしまうのではないでしょうか?
＞このとき、地表の酸素は維持できるのでしょうか?
とあります。
地表上にある大気層が1万kmだとすると、トンネルの中心までがおよそ6000kmですから単純計算でせいぜい1.6気圧程度、トンネル内の重力が小さいことを考慮すると1.3気圧程度になると考えました。
これで合ってますでしょうか？
※ 有料アンケート・ポイント付き質問機能は2023年2月28日に終了しました。
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ベストアンサー
-
ita
満足500pt
計算してみました。詳細http://d.hatena.ne.jp/ita/20141010
意外なことに、キセノンの個体結晶で内部が満たされます -
その他の回答
なぽりん
miharaseihyou
たけじんこの質問へのコメント
質問の情報
- 登録日時
- 2014-10-07 10:24:44
- 終了日時
- 2014-10-13 09:11:00
- 回答条件
- 1人5回まで
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単純計算でも6000気圧かあ。
シャルルの法則により体積当たりの重量は地表の1/10～1/20程度になるはずです。
6000気圧だとしても地上の600気圧相当の分量しか穴には吸い込まれないですね。
地球内部の重力加速度の計算図が
http://www3.atwiki.jp/space/pages/15.html
にあります。
これを基にすると地表から３０００ｋｍの深さ（マントルと外核の境界付近）までは
１Ｇの重力加速度を保ち、それ以上では直線状に０まで減少すると考えればよいかと。
地球内部の温度については
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/publications/scientific_results/structural_materials/fig/topic0_fig3.jpg
で考えると３０００ｋｍの深さまでは２０００℃、それ以上は４０００℃で近似できそう。
４０００℃以上では酸素分子や窒素分子が熱分解して酸素原子、窒素原子の気体として存在すると考えるほうが妥当なため、平均分子量は１５程度と重さが半分になるでしょう。
あとは積分すればよいだけですが、それはポイント回答の人にお願い。
何気なく人力はてなのサイトをペラペラ閲覧していたら、自分の回答から派生
して新たな質問がされているのを知ってビックリしました。
自分が相乗り質問を書いた時は、まさかこんなに沢山の頭のいい方々が真剣に
考えて下さるとは思ってもいませんでした。
正直、私は皆さんほど頭が良くないので、半分くらいしかついて行けませんが
面白く読ませて頂きました。
これだけ関心を持っていただける はてな を提供できたことを嬉しく思います。
質問を上げて頂いた Lhankor_Mhy さんと回答を寄せて下さった皆さんに感謝
します。ありがとうございます。
まだ、回答は終了していないようですので、引き続き、皆さんの回答を楽しく
拝見させて頂きます☆
おーっ液体になると重い気体元素から下に詰まるというのはすばらしい視点ですね。
ラドンは崩壊性だから抜いてあるのかな？
CO2が熱分解してどんどんダイアモンドが詰まっていくというのは考えたけど
Xeとは恐れ入りました。
Hgとかも常温で蒸気圧が無視できない量大気に混じってるみたいなので
http://www.airies.or.jp/attach.php/6a6f75726e616c5f31332d326a706e/save/0/0/13_2-09.pdf
最終的にはHgに置き換わったりして。
吸着や化学反応による吸収があって非平衡状態なんでしょうね。ラドンも同様に地表から出るようで、評価が難しいです。
穴に達する前に他所の地表にいっちゃうかもしれません。
後で気がついたんですが、分子量１の違いが顕在化するのに絶対温度＊1km程度の深さが必要です。
Xeは安定同位体が５種類あるので、場合によっては重いものがさらに地下で精製される可能性が
ありますが、温度が3000度とかあるので分離するまえに固化して分離できないことも考えられます。
ラドン自体は無視できるんですが崩壊して最終的には鉛あたりの重元素になるので
Ｘｅより重い元素になって貯まるという結果が生じるのかも知れません。
まあ量的に見れば極僅かですがね。
実際には核の近くなんて凄い放射線量でしょうから鉄やニッケル以外の物質が改変せずに
安定存在できるのかどうかもあやしいところなんですよねえ。
圧力融点の線で出来る固相については、
温度からしてあまり常温付近の固体のように固定化して考えないほうがいいかなあ。
半導体でも不純物拡散のように内部での原子移動は起こりますし
特にＸｅのような不活性気体元素固体内を原子がドリフトする速度は
かなりの速度になるはずです。
十万気圧と書いてました