题目
有一球形颗粒在空气中自由沉降,若沉降在斯托克斯定律区,空气温度提高,颗粒沉降速度将()。A. 增大B. 减小C. 不变D. 不确定
有一球形颗粒在空气中自由沉降,若沉降在斯托克斯定律区,空气温度提高,颗粒沉降速度将()。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 不确定
题目解答
答案
B. 减小
解析
步骤 1:理解斯托克斯定律
斯托克斯定律描述了在低雷诺数条件下,小球形颗粒在流体中自由沉降的速度。根据斯托克斯定律,颗粒的沉降速度 \(v\) 与颗粒的半径 \(r\)、颗粒与流体的密度差 \(\Delta \rho\)、流体的粘度 \(\mu\) 有关,公式为:
\[ v = \frac{2}{9} \frac{r^2 g \Delta \rho}{\mu} \]
其中,\(g\) 是重力加速度。
步骤 2:分析温度对粘度的影响
空气的粘度 \(\mu\) 随温度的升高而增加。因此,当空气温度提高时,空气的粘度 \(\mu\) 增大。
步骤 3:分析温度对沉降速度的影响
根据斯托克斯定律,沉降速度 \(v\) 与粘度 \(\mu\) 成反比。因此,当空气温度提高,粘度 \(\mu\) 增大时,颗粒的沉降速度 \(v\) 将减小。
斯托克斯定律描述了在低雷诺数条件下,小球形颗粒在流体中自由沉降的速度。根据斯托克斯定律,颗粒的沉降速度 \(v\) 与颗粒的半径 \(r\)、颗粒与流体的密度差 \(\Delta \rho\)、流体的粘度 \(\mu\) 有关,公式为:
\[ v = \frac{2}{9} \frac{r^2 g \Delta \rho}{\mu} \]
其中,\(g\) 是重力加速度。
步骤 2:分析温度对粘度的影响
空气的粘度 \(\mu\) 随温度的升高而增加。因此,当空气温度提高时,空气的粘度 \(\mu\) 增大。
步骤 3:分析温度对沉降速度的影响
根据斯托克斯定律,沉降速度 \(v\) 与粘度 \(\mu\) 成反比。因此,当空气温度提高,粘度 \(\mu\) 增大时,颗粒的沉降速度 \(v\) 将减小。