Question

【題目】有一種氣壓保溫瓶其結構如圖所示。用手壓下按壓器，氣室上方小孔被堵住，在瓶內氣體壓強作用下，水經出水管流出。按壓器面積為8厘米2，瓶內水面低于出水管口10厘米。要將水壓出管口，瓶內水面上方的壓強至少要多大？在按壓器上至少要加多大的壓力？（彈簧的平均彈力為1牛，p0=1.01×105帕，g=10牛／千克，按壓器所受重力忽略不計）

Answer 1

【答案】1.02×105（帕）；1.8（牛）

【解析】

管口與瓶內水面之間的壓強差：

P水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa；

水面上的壓強：

P=P+P水=1.01×105Pa+1×103Pa=1.02×105Pa；

克服壓強差所需的壓力：

F水=P水S=1×103Pa×8×10-4m2=0.8N；

考慮克服彈簧彈力后所需的壓力：

F=F水+F彈=0.8N+1N=1.8N；

答：要使水從出水管口流出，瓶內水面上方的氣體壓強至少要1.02×105Pa；

為使水從出水管口流出，人手施加在按壓器上的壓力至少要1.8N．