物理高手请进！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！

Question

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，）

问题1：达到平衡后，管子内水柱的高度是多少？
问题2：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？
问题3：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
出？
问题4：假如水继续流出？速度大约有多快（g/小时）？

Answer 1

1楼的回答是不对的。
1、当阀门打开时，管子里的水由于重力作用流出，管子上部压强降低，导致水沸腾汽化，这样管子上部空间被饱和水蒸汽填充，30度时水蒸气饱和压力为0.042417个大气压，因此管子中剩余水的高度应该是10.1325/0.98-0.42417=9.91米。
2、30度时，如果管内没有其他气体，将会只有水蒸气，气压不会是0，这时水的沸点就是30度，管内的水是会沸腾。
3、不是假如沸腾，是一定沸腾，从一开始打开阀就会沸腾，直到达到平衡状态，水不再流出。
4、流速无法计算，跟水汽化的速度有关系，水柱的上部受到管内水蒸汽的压力，水柱底部受到外部大气压力和水柱自身重力，水柱上部的水蒸气压力受水汽化速度影响不一定恒定，水柱自身重力随着水的流出而逐渐变小，因此水柱所受合力不一定稳定，导致水流速度无法计算。

Answer 2

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。

Answer 3

yi lou de