陰圧について

質問

勉強中分からないことがあって、質問させていただきます。
ＡとＢの密閉された２つの容器があって、Ｂには水が半分くらい入っています。
ＡとＢは管Ｃでつながっていて、Ｂの方の管の先は水に少し入っています。
また、Ｂにはもう１つ管Ｄが入っていて、Ｂの中の空気を抜けるようになっています。
この時、Ｂから空気を抜くとＢの中は陰圧になり、管Ｃの水位は下がり、Ａの中も陰圧になりますよね？
それで、管Ｃの中の水が全部なくなるまで（もし最初に管Ｃが水の中に２cm入っていたら、管の中の水位が２cm下がるまで）陰圧にしたとします。この時点では、ＡとＢの中の陰圧は同じですよね？
ここからが質問なのですが、その後も管Ｄから、Ｂの空気を抜いてさらに陰圧にすると、Ａの中の圧は変化しますか？（管Ｃの水位はもう下がれないけど、それでもＡの中はＢのようにさらに陰圧になるのでしょうか？）

分かりにくい上に長くなってしまいすみません！途中の考え方が既に間違っていたらそれも指摘してください。
よろしくお願いします。

回答No.1

htms42 · ベストアンサー

Ａの中の圧力をＰ１，Ｂの中の圧力をＰ２とします。
Ｂの中の液面とＣの中の液面の高さの差に相当する圧力をｐとします。Ｃの中の水面が低くなっています。Ｐ１＝Ｐ２＋ｐです。
管Ｃの下端まで液面が下がるまでＰ２を下げます。
御質問はここからさらにＰ２を下げたらどうなるかということですね。Ａの中の空気が管を通ってＢの方に移動します。泡になって出て行くことになります。

Ａの体積に比べて管の部分の体積が小さいと思いますのでＢの空気を引き始めてからＡの空気が泡になって出て行くまでの時間はわずかでしょう。
Ｐ２を小さくしたときにＰ１も小さくなります。体積が増えることによってＰ１が小さくなります。これはわずかな変化です。この液面の変化分だけしかＡの空気の体積は増えることが出来ません。
管の中の水柱は最大２ｃｍです。１気圧で水１０ｍ（＝１０００ｃｍ）に相当しますからから水圧に直すと０．０００２気圧です。Ｐ２を小さくし始めたと単にもう釣り合いが成り立たなくなるでしょう。

ちょっと質問文の読み取りに自信がないのですが。

お礼

回答ありがとうございます。
質問文分かりにくいですよね。すみません。
イメージがつきました。ありがとうございました。