关于大气压和不同气压下水的沸点.为了不浪费分,回答最好者追加30分!取20米长,内径5Cm的不锈钢管,钢管一端封闭,另一端有阀门,往钢管中加入普通的干净的水,全部加满后关闭阀门.再将垂直管

Question

关于大气压和不同气压下水的沸点.为了不浪费分,回答最好者追加30分!
取20米长,内径5Cm的不锈钢管,钢管一端封闭,另一端有阀门,往钢管中加入普通的干净的水,全部加满后关闭阀门.再将垂直管子立起来,封闭的一端朝上,这时缓慢地打开阀门,管子内的水会流出一部分,管子上端出现真空部分,逐渐达到平衡后,水不会继续流出.（气温30度,1个标准大气压下,管子壁厚2mm,可以完全承受1个大气压,）
达到平衡后,管子内水柱的高度是多少?
在30度的环境温度下,不锈钢管与环境热交换非常快,管内水表面
的气压为0,水的沸点会是多少?是否会沸腾?
假如沸腾,真空部分就有水蒸汽,水是否会继续从打开的阀门流
假如水继续流出?速度大约有多快（g/小时）?

Answer 1

1.根据大气压对水产生向上的支撑力和水的重力平衡,即pS=mg=Shg可以算得,水柱高度大约为10m.
2.PV=NRT,p=0,所以水会沸腾.
3.有水蒸汽,导致内外压强差减小,水就会从打开的阀门流出.
4.根据伯努利方程,p+ρgz+(1/2)*ρv^2=常量,式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度；z 为铅垂高度；g为重力加速度,等号右边用初始状态下的重力势能代替,由此即可算出水流速度.