DS930810のブログ

筆者は自然や自然現象に関心が相当あるので自然に関する記事(天文, 地理, 生物)を書いていきたいと思います。かつては1日2記事を適当な時間に投稿していましたが今のところは午後6時に1記事投稿する形にしています。

血圧の単位mmHg この単位は水銀を用いている

今回は血圧に使われている単位、mmHgについて書いていきたいと思う。

目次

1. mmHgとは

 mmHgは血圧の単位であり、血圧であるということは圧力の単位である。ここでのmmはミリメートル、Hgは水銀の元素記号であり、意味は水銀がどれぐらい押し上がったかを示している。

 このように書くと一見圧力と関係が無いように見えるがこの単位はれっきとした圧力の単位であり、水銀を圧力を加えることでどれほど押し上げられるかの度合いである。

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 この単位の意味を説明すると上記のように幅が広い容器の中に幅が狭い容器を差し込んでいる状態を考えていきたいと思う。この広い容器の中に水銀(液体)を入れると圧力が無い時は当然広い容器の上面と狭い容器の上面の高さの差は0になるが広い容器の上面に圧力を加えると両容器の上面に高さの差が生じる。

 例えば1気圧の場合は広い容器に圧力が加えられ、その時押し出された水銀は狭い容器の中に入り、最終的には760 mmもの差が生じることになる。では、この時何が起こっているかと言うと広い容器の上面に加わっている圧力と狭い容器の中に存在する水銀の圧力が釣り合っており、実は高さ760 mmの水銀の圧力は1気圧に等しいのである。1気圧はパスカル(Pa, 1㎡当たりに1Nの力がかかる数値が1Pa)に換算すると約101,300 Paであり、高さ760 mmの水銀 1㎡の質量は水銀の密度が13.534 g/㎤であるので質量は

0.760 m × 1 ㎡ × 13.534 g/㎤ × 1,000,000 = 10.28584 tとなる。

 また、重力加速度は9.81 m/s^2であるため、力は10.28584 × 9.81 = 100.9 kPaとなり、この値は大体1気圧に等しい圧力となる。

※数値が若干異なる理由は重力加速度, 水銀の密度などが若干誤差がある上に厳密には1気圧 = 760 mmHgでは無いため

 このように水銀760 mmは1気圧と等しくなるので760 mmHgは1気圧とほぼ同等と見なせ、このことより101,300 Pa =760 mmHgと表わすことができる。

 そして、以上のことより1 mmHgの大きさは101,300 / 760 ≒ 133.29 Paとなる。

2. 何故水銀なのか

 ここまでmmHgについて書きましたが何故水銀を用いたかについて書いていきたいと思う。水銀を用いた理由は水銀の密度は全液体中で最も大きく、水銀は単位体積当たりの質量が重い、要するにかかる力も大きいために同じ圧力でも上がりにくいためである。

 例えば水の場合だと水銀の密度の13.534分の1しか密度が無いため1気圧で先ほどの容器の組み合わせを作ると水銀の13.534倍も上がることになり、その高さは10メートルを若干超えてしまう。このようになる理由は水13.534㎤と水銀1㎤の質量は等しく、質量が同じ場合だとかかる圧力も等しいため密度の小さい水の場合は体積を多くとってしまうからである。

 実際に760 mmのほうが10m越えよりかは簡単な上に分かりやすいですし...

3. では血圧の大きさはどれほどなのか

 ここからは余談になるが血圧はどれぐらいの大きさなのだろうか?

 例えば血圧が152 mmHgの場合だと大気圧の5分の1の大きさであり、パスカルに換算すると20.26 hPaと同等の力になる。この圧力はエベレスト山頂の60%ほどであり、エベレストの山頂ぐらいの圧力でも血圧を大きく上回っていることが分かる。

 また、血圧で最小, 最大があるが最小の状態と言うのは心臓の筋肉が最も広がった状態のことであり、最大の状態と言うのは逆に心臓の筋肉が最も狭くなった状態のことである。血圧が最大の時は全身に血液を送り出す状態であり、このように血圧があるからこそ血液を流すことが可能となる。

 しかし、大きすぎると血管が血圧に耐えられなくなるので血管が破れることになり、このようになると命にかかわるため血圧は適度な数値ではないと危険な状態となってしまう。

 ちなみに緊張すると血圧は当然ではあるが高くなり、緊張しやすい人は血圧計で血圧を測った時はしない人と比較すると高く出る傾向となってしまう。

 

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