Question

一道物理竞赛题，关于液体压强和大气压综合的

有一种气压保温瓶其结构如图所示．用手压下按压器，气室上方小孔被堵住，在瓶内气体压强作用下，水经出水管流出．按压器面积为8厘米2，瓶内水面低于出水管10厘米．要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？在按压器上至少要加多大的压力？（弹簧的平均弹力为1牛，p0=1.01×105帕，g=10牛/千克，按压器所受重力忽略不计）管口与瓶内水面之间的压强差：P水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa，为什么水面上的压强P=P0+P水=1.01×105Pa+1×103Pa=1.02×105Pa？这和大气压强什么关系？我特别搞不懂大气压强和液体压强的题。

Answer 1

水面上的压强就是和水面接触的气体的压强；但是由于压下按压器，气室上方小孔被堵住，气室内气体被压缩，气体压强大于原来的P0，假设为P，同一水平面上压强应相同，才能平衡；出水管气体压强为P0<P，所以管中液体上升，直至水压加上外界大气压之和等于气室内的压强即P=P0+P水

追问

如果管口是封闭的，那么水上升到那个高度时水压是不是只等于气室内的压强？没有大气压嘛

追答

如果管口封闭，那么原来管中是否有气体呢，气体压强如果是P0，那么水面还是会上升，气体被压缩，压强大于原来的P0，重新建立平衡方程。如果原来没有气体，真空，那么管会被水充满，这个貌似不太合理。

追问

我想表达的是类似于托里拆利实验的情况

追答

哦，那个实验是完全排除空气了，当然没有外界气压作用了，直接是水柱压强等于水面气压。

Answer 2

因为大气压强有一个具体值，有些时候考虑，有些时候不考虑，得结合情况。
如题中所述，你考虑瓶子内部自成体系，与外界已经隔绝开了，再根据液体在同一高度处压强都相等的原理推导。当管口能出水时，水壶内液体顶面的压强等于出水管同位置的压强。这时液体压强=外界大气压+出水管内水头压力=P0+P水，不知道你能看明白不

Answer 3

首先，我们周围都存在大气压， 只是我们都习以为常了， 最简单的例子， 你现在头顶的大气压力为1.01*10^5, 那么题目中的意思就是，在密闭的瓶子里，由于你压缩了瓶子的气体，所以大气压强改变了， 那么你算瓶子里面的液体表面的大气压强的时候，就必须要利用相同深处的压强处处相等，利用管子里相同深处压强来算， 但是管子与外面大气是相通的， 所以要算大气压强。

Answer 4

水面上的压强就是和水面接触的气体的压强;但是由于压下按压器，气室上方小孔被堵住，气室内气体被压缩，气体压强大于原来的P0，假设为P，同一水平面上压强应相同，才能平衡;出水管气体压强为P0<P，所以管中液体上升，直至水压加上外界大气压之和等于气室内的压强即P=P0+P水