人間が大気に押しつぶされない理由

質問

人間が大気に押しつぶされない理由を
「人間の内部の圧力と釣り合っているから」
みたいに習いました。
でもそれだと大気圧と自分の圧力にはさまれて
皮膚がムチャクチャ痛くなりそうな気がするのですが・・・
私は何を勘違いしているのでしょうか？
教えてください。

回答No.8

buchurin · ベストアンサー

補足で
「内側と外側があるなら必ずその境目があるような気がするのですが・・・ 」と言っていましたが、

痛みなどを感じる神経細胞が変形しない＝痛みを感じない（感じることができない）

ということは今までの皆さんの説明で理解できているでしょうか？
ちからを受けていないとは皆さん言っていないのです。
と、言うことで質問である「ムチャクチャ痛くなりそうな」の答えはわかると思います。

もう一つの疑問は（多分ココで悩まれているのだと思うのですが）
例えば、二枚のガラスにはさまれたティッシュを思い浮かべてもらえば解決できるのではないでしょうか？

このはさまれたティッシュにどんなにちからを入れても破ることはできません。
あるいは、上にどんなにものをいっぱいのせても破れることはありません。
このティッシュも二枚のガラスから同じちからを受けています。
Ｓｅｐｈｙさんのいわれる境目と同じ状態ですよね。

これをふまえて、今まで解答してくださった皆さんのを見れば理解できると思うのですが。

がんばってください。

補足

なるほどみなさんのおかげでだんだんわかってきました。

でも新たな問題が発生しました。（笑）
良回答が多すぎて選べません・・・
どなたかどうしてもポイントが欲しいという方、
いらっしゃいますか？

回答No.7

stomachman

補足を見ました。
> 「細胞を構成する液体・固体が楽々支えられる」ということは、宇宙でそ
> れを頑丈な箱の中に入れて、大気圧並みの圧力で押してもびくともしない
> ということですか？
その通りです。Sephyさんの身の回りにある、あらゆる固体、液体は大気圧でどんどん潰れていってはいないでしょう？

圧力がある、圧力差がある、潰れる、痛い、がそれぞれ別の事だというのは、すでに皆さんの回答でお分かりかと思います。

回答No.6

ARC

体の内側と外側の圧力が釣り合っている、というのは習ったとおりです。
皮膚の部分に注目してみると、皮膚の細胞があって、細胞は、細胞膜とその中身でできています。
細胞は細胞膜で密閉されているわけでなく、体液が細胞の内側と外側である程度自由に行き来できるようになっています。
んで、細胞の外側の圧力が上がると、体液がより圧力の低い細胞の内側に染み込んでいくんですね。
その結果、細胞の内側の圧力も上がり、最終的には細胞の外側と内側の圧力が釣り合い、細胞は押しつぶされずにすむわけです。

上記のようなことが、体中の全ての細胞に対して行われているわけで、これは、痛覚細胞にとっても同じなんですね。皮膚の外側からの圧力が、皮膚を圧迫し、その結果体液の圧力が上がります。この時点では痛覚細胞が圧迫されるので、圧迫感や場合によっては痛覚を感じるかも。
次に、圧迫された体液が痛覚細胞の中に染み込んで、細胞の内と外との圧力が均衡します。この段階で細胞の大きさは元に戻るので、圧迫感が無くなるわけです。

ちなみに、これを急激にやっちゃうと、細胞が圧縮されすぎて、死んじゃいます。
例えば、水深100m程で暫く泳いだ状態だと、体液→高圧力, 細胞内→高圧力 という状態になっていますが、一気に水面近くまで浮上すると、体液は外からの圧力と比例して圧力が下がりますが、細胞内から体液が染み出すのには時間がかかるため、体液→低圧力, 細胞内→高圧力 な状態になってしまって、細胞が破裂しちゃうんですね。

回答No.5

buchurin

難しい理屈は今までの方々が書かれたことなのですが、Ｓｅｐｈｙさんは皮膚が万力のようなもので挟まれているようにイメージしているのではなでしょうか。

先ほどから皆さんが言われている圧力の均衡は細胞レベルいやそれ以上ミクロな世界で起こっています。細胞一つ一つに、中からの圧力と外からの圧力がかかっているわけです。Ｓｅｐｈｙさんが挟まれているとイメージする皮膚もたくさんの細胞でできています。痛みを感じる神経の末端もその細胞からできています。その神経の末端が脳に痛みなどの信号を送るのは、それ自身が圧力差によって変形することによってなされます。しかし、その神経の末端の細胞の内と外で圧力がつりあっているために変形が起こりません。そのため、どんなに圧力がかかっても内と外でつりあっていれば、痛みは感じないのです。

でも、何らかの負担はありそうですね。これについては自信ありませんけど。

補足

確かに万力のようなイメージかもしれません・・・
でも内側と外側があるなら必ずその境目があるような気がするのですが・・・

回答No.4

osapi124

地球上で圧力が異なる状態として、水中がありますよね。
通常の大気中が「１気圧」で、水深１０ｍなら「２気圧」、
水深２０ｍなら「３気圧」と、１０メートル潜るごとに
１気圧づつ増して行きます。
つまり水深１０ｍ潜った時点で通常大気中の気圧の２倍の
圧力ということになります。

でも潜ってる人が「皮膚がイテェ～」ってならないのは
圧力均衡してるからです。
例えば肺の中、血管の中、胃の中その他についても、ゆっくり
潜ると少しづつ圧力が増えていきますが、体内の全ての圧力も
同じ状態になってきているからです。
この均衡はダイビングの際には呼吸に伴う吸排気によって
行われます。

潜るときも逆に深海から水上に出るときも同じですが、
吸排気による圧力均衡のスピードが水圧の変化に追いつけない
ときや、また吸排気（均衡）しないで水深が変わったりすると、
まさに質問者の心配するように痛い状態になります。

よく潜ると耳が痛くなるのは、圧力が高くなっても内耳の
気圧が低いままなため、鼓膜が内側に押されて痛くなって
いるのです。高い山やエレベーターで耳が痛くなるのも
同じ理屈です。（あれは鼓膜が外側に押されてる）

また均衡の取れない状態の密閉された空間をもつ物体を
水中に入れると、深く行くほど小さくなります。例えば
ゴムボールや風船なんかで実験すると、２気圧では通常の
半分、３気圧では通常の３分の１の体積になります。
Nakaさんのいう「空間のある虫歯」や、「蓄膿で詰まった副鼻腔」
などは潜ったり飛行機に乗ったりすると痛いですね。

でもいきなり均衡もなく水深１００ｍとか宇宙空間とか
に行ったら生きてられないでしょう。

深海魚を釣ったときには魚の体が破裂したりしますし、
また宇宙空間のように真空中だと沸点が下がるので、体内
の血液が沸騰してたんぱく質が固まって死んでしまいます
から。

ボイルの法則・ドルトンの分圧の法則・ヘンリーの法則
等を検索して調べるともっと詳しくわかりますよ。

ｏｓａｐｉ１２４でした。

補足

圧力が均衡というのは釣り合っているということとは違うんですか？

回答No.3

stomachman

圧力を感じるというのは正確には「圧力差」を感じるので、差がなければ圧力はないも同じです。
人間は袋じゃありませんから、挟まれてるわけじゃないです。しかしここでは袋である場合について考えちゃいましょう。というのも細胞は袋みたいなものだから。
袋といえども厚みがあって、液体や固体で構成されている。ガスと違って、これらの物質はやたらに圧縮されることはありません。熱振動によって、一定のサイズが確保されます。さらに圧縮すると、分子と分子の間で、電子同士が反発することによって、圧縮に耐えている。うんと圧縮するとついには、固体あるいは結晶になってしまう。これは大変強い。これをさらに圧縮すると、結晶の構造が色々変化してコンパクトになっていきます。さらにさらにやると、ついに原子核融合が生じ、さらにやっていくと、全ての電子が巨大原子核に吸収されて中性子の塊になり、これは核力で圧力を支える。これ以上は行きません。1ccで何億トンという比重になるんですね。

暴走してしまいましたが....大気圧程度のことなら、細胞を構成する液体・固体が楽々支えられる。細胞の間にも細胞間液があって、これも圧縮されない。つぶれやしないんです。
次に痛い、ということ。神経末端が圧力を感じて電気パルスを出すことで痛みが生じるんですが、この神経末端の内部の圧力も外部の細胞間液と同じである。細胞間液の圧力は、人体内部および大気圧と同じ。圧力差がなければ感じないですね。

補足

「細胞を構成する液体・固体が楽々支えられる」ということは、宇宙でそれを頑丈な箱の中に入れて、大気圧並みの圧力で押してもびくともしないということですか？

回答No.2

creol

人間の内部の圧力とは主に血圧です。

では、血圧が低いと押され気味になって人がへこむかというとそんなことはないです。そこまで低いと死んでます。

大気圧も血圧も常に一定でなく、大気圧は天気によって左右されますし、血圧は体調によります。
低気圧が通り過ぎる時には体調がすぐれん！という人もいたりします。

痛さですけど、皮膚の痛さは痛点という点で感じられます。圧力は皮膚の表面全体に大してかかっているので押される感じと思ってください。
もし圧力が一点（針の先端のように）にかかるようならば、痛いです。

どうでしょう。

補足

ん～・・・押されてるだけでも痛いものは痛いような気がするのですが・・・

回答No.1

Naka

◆Naka◆
うまく言えないんですが、皮膚と言っても、皮膚の中にも、細胞の中にも、いや人間の体の中、至るところに空気は存在しますよね？
気圧が変化しても、それにちょっと遅れて体内の気圧も変化していきます。
ですから、人間が大気圧の中で生きていても、その圧力を感じることはないはずです。

ただ、例えば虫歯治療で密閉された歯の中の空気などは、気圧の変化についていけませんから、ヘタをすると飛行機で高高度飛行中に破裂したりすることもあるわけですね。

間違いがありましたら、ご指摘ください。

補足

どこに空気があってもどこかしら両方向からの力にはさまれているところがあるような気がするのですが・・・