写真の問題についてですが、容器を沈めるにつれて 体積(V)が減少するのは、「容器内の空気圧＝水圧」

写真の問題についてですが、容器を沈めるにつれて
体積(V)が減少するのは、「容器内の空気圧＝水圧」
だったものが、容器内の空気圧<水圧」という関係になるからですか？また、容器を上昇させた場合は
「容器内の空気圧>水圧」となるから、体積(V)が増すということですか？

No.3 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2023/05/12 16:23

＞体積(V)が減少するのは、「容器内の空気圧＝水圧」だったものが、容器内の空気圧<水圧」という関係になるからですか？

いいえ。

容器内の空気は、量が一定なので、ボイルの法則
　PV = 一定
で「体積 V」が小さくなると「圧力 V」が大きくなります。

お示しの現象では、水深が大きくなるに従って「水圧」が大きくなるので、容器内の空気は水圧に押されて体積が小さくなり、その結果圧力が増加して
　　容器内の空気圧＝水圧
を維持するのです。

容器を上昇させれば、その逆の現象で、水深が小さくなるに従って「水圧」が小さくなり、容器内の空気が水圧を押し広げて体積が大きくなり、その結果圧力が減少して
　　容器内の空気圧＝水圧
を維持します。

「容器内の空気圧<水圧」のような「アンバランスな状態」では水面は安定しません。
圧力がつり合うように容器内の水面が動きます。

No.2 回答者： すんすんにゃ 回答日時： 2023/05/12 16:10

はい。

そういうことです。
質問者さんの理解で合っていますよ。

海をイメージしてください。
海面近くの水深の浅いところでは大した水圧はかかりません。
しかし、非常に水深の深い、いわゆる、深海と呼ばれるところでは非常に高い水圧がかかります。
そのため水深の深い深海に潜る船、潜水艦はより高い強度や構造が求められます。

NO１さんの間違っている部分は、
＞それが上にあっても下にあっても、
「容器内の空気圧＝水圧」が成り立ちます。
というところですね。

容器内の空気圧は、水深の深いところ、浅いところでも不変ですが、
水圧は変わります。
なので必ずしも「容器内の空気圧＝水圧」は成立するわけではありません。

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2023/05/12 15:58

いいえ。

それが上にあっても下にあっても、
「容器内の空気圧＝水圧」が成り立ちます。

但し、水圧という値自体が、下に沈むほどに大きくなります。
下に沈むほど水圧が大きくなるので、Vが小さくなります。