一道高一物理题

Question

如图所示为一气压式保温瓶，瓶内密封空气体积为V，瓶内水面与出水口的高度差为h，设水的密度为ρ，大气压强为P0，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量△V至少应为____。

答案

我想问大家，当往下压的时候，封闭气体会有个向上的压强，但我不知道为什么会有个向下的空气压强。我想了很久，都没有想通。

我希望这道题能有详细的解题过程。特别是我刚刚提出的问题（可能我说的封闭气体会有个向上的压强会是错的），谢谢

我很急，在线等
我的老师是这么讲解的：以水管做受力分析，管子受到重力，向下的空气压强；向上受到向上的封闭气体的压强。接着就是我之前的提问，希望能回答一下

Answer 1

封闭气体会有个向上的压强，但我不知道为什么会有个向下的空气压强

当然会有向下的压强啦，在密闭的容器中气体的压强是作用在四周的，每个地方压强都相等，就像你吹气球一样，当然是园的气球，不会出现有的地方大，有的地方小的情况吧！

封闭气体会有个向上的压强，但我不知道为什么会有个向下的空气压强

当然会有向下的压强啦，在密闭的容器中气体的压强是作用在四周的，每个地方压强都相等，就像你吹气球一样，当然是园的气球，不会出现有的地方大，有的地方小的情况吧！

假设压缩完后瓶内的压强是P2 ，体积自然是 V-△V
保温瓶看样是等T变化，一开始瓶内的气压等于大气气压
有 P0*V=P2*(V-△V)
此时瓶内的压强P2等于大气压强+水的压强
有P2=ρgh+P0

带入解出答案。

我懂你的意思了，你应该说是对管子中的液柱做受力分析

液柱受重力，大气的压力，封闭气体给它的压力

液柱受力平衡有：

P2*S=mg+P0*S （S为水管的横截面积，P=F/S这个式子你知道吧？压强与力的关系式）

而mg=ρ*V*g=ρ*h*S*g 这样上面的式子就可以写成 P2*S=ρ*h*S*g+P0*S

这样约去S，就得到了 P2=ρgh+P0

我一开始学的时候也是先做受力分析，然后约去S，求出压强与压强之间的关系，不过等你题做多了以后就可以一下子写出 “ P2=ρgh+P0” 这样的式子了。

还有不懂得地方再追问。追问

我的老师是这么讲解的：以水管做受力分析，管子受到重力，向下的空气压强；向上受到向上的封闭气体的压强。接着就是我之前的提问，希望能回答一下

追答

不是说了吗，就在上面，你老师说错了，应该是口误，不是以水管做受力分析，而是对里面的液体做受力分析。
我整理一下：

在一开始，瓶内压强等于大气压强（连通器原理）P1=P0——————————————— ①

压缩气体后，管内液面上升，液柱受重力，大气的压力，封闭气体给它的压力

液柱受力平衡有：

P2*S=mg+P0*S （S为水管的横截面积，P=F/S这个式子你知道吧？压强与力的关系式）

而mg=ρ*V*g=ρ*h*S*g 这样上面的式子就可以写成 P2*S=ρ*h*S*g+P0*S

这样约去S，就得到了 P2=ρgh+P0 ———————————————————————— ②

对于这部分被压缩的气体来说，由于保温瓶可以看做恒温所以是等温变化，由玻意耳定律得

P1*V1=P2*V2 ———————————————————————————————— ③

V1=V ————————————————————————————————— ④

设空气压缩量为△V，则V2=V-△V ———————————————————————— ⑤

由①②③④⑤可得出答案，明白了吗？

Answer 2

流体的压强是朝着四面八方的，这在研究液体压强公式时就提到了，往下压时，气体压缩，这就要引出一个热力学公式，PV=nRT（n是气体的物质的量，R是常数，T是热力学温度），由于是气体保温瓶，所以就可以默认PV成反比。就可以列出P0V=P1(V-△V)，关键就在P1至少是多少。根据虹吸原理，只要液体上升h就行了，然后，因为液体与大气接触面是大气压，那么可推的，此时瓶内气压是P0+ρgh，代入上式，得P0V=(P0+ρgh)(V-△V），移项，就可得出答案

Answer 3

压强是各个方向的。
但是瓶内最开始压强不知道啊。
怎么做