两个完全相同的圆柱形密封容器,甲中装有与容器容积等体积的水,乙中充满空气试问1.两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素2.若让两容器同时做*落体运动,容器侧壁的压强怎么变化?

问题描述:

两个完全相同的圆柱形密封容器,甲中装有与容器容积等体积的水,乙中充满空气试问
1.两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素
2.若让两容器同时做*落体运动,容器侧壁的压强怎么变化?

p=f/s 压强大小取决于受力大小和受力面积
都不变吧
水由于重力做*落体运动,加速度为g,与侧壁无关

1.装空气的瓶决定于温度,装水的决定于液面高度;
2.装空气的瓶压强不变,装水的压强为0(失重,水的压强是由水的重力产生的)。

1.甲侧壁的压强跟重力及水的深度有关,压强=rho *g*h,乙跟温度有关,为nRT/V。
2.甲失重,g=0,压强也变为0;乙也失重,但是压强不变
但是深究起来,这个问题要复杂一些:首先甲中充满液态水是个理想情况;试想在水面顶端压强为0,这时候水是不能维持液相的,一定有一部分水气化,使压力增高以维持水面液相,这回使甲容器所受压力增大,要不就是甲中除了水,还有一点空气使水面维持液相,那么这个气压也会增大容器壁受的压强,这部分额外的压强等于在拿个温度下维持水的液相所需的压强,其实应该是远大于rho*g*h的;乙中的空气也是流体,同样有rho*g*h,只是空气密度太小,这个压强跟答案中的相比可以忽略。 但在第二问中,乙的压强其实是要略微变小。

两容器各侧壁压强的大小关系及压强的大小决定于受到的力大小和受力面积的大小
容器侧壁的压强甲在下落过程中先压强变大然后一直维持到落地,乙不变

在初中我们用P=F/S 来分析压强
但在高中 我们用更微观更本质的视角来看待压强
在这里我们说 这两个容器的压强 决定于单位面积上所受到的分子作用力!
水与空气同属于流体,在这里两容器侧壁压力大小无法比较
,甲决定于水的密度和深度P=ρgh,且越深处侧壁所受压力越大,乙决定于空气分子物质的量和气体温度P=nRT/V (理想气体状态方程)
2、让两容器做*落体运动,水处于完全失重状态,其内部压强处处为零,对侧壁压力也为零,而对于乙由于重力对气体影响微小可以忽略,所以乙容器侧壁压力不变!