题目
因流动阻力而引起的压力降是指1m3流体流动时所损失的机械能。( )
因流动阻力而引起的压力降是指1m3流体流动时所损失的机械能。( )
题目解答
答案
正确
解析
考查要点:本题主要考查对流体力学中压力降与机械能损失关系的理解,以及单位换算的掌握。
解题核心:
- 压力降的物理意义:流体流动时因阻力导致的压力降低。
- 机械能损失的本质:压力降与流体体积的乘积等于能量损失。
- 单位分析:通过单位换算验证压力降与能量损失的等价性。
破题关键:
- 明确压力降(单位:帕斯卡,Pa)与能量(单位:焦耳,J)的换算关系:
$1\ \text{Pa} = 1\ \text{N/m}^2, \quad 1\ \text{J} = 1\ \text{N·m}$ - 推导公式:能量损失 $\Delta E = \Delta P \cdot V$($\Delta P$为压力降,$V$为体积)。
压力降与能量损失的关系:
当流体在管道中流动时,流动阻力会导致压力降低(即压力降 $\Delta P$)。根据能量守恒,这部分压力能的减少转化为其他形式的能量(如热能),对应机械能的损失。
单位验证:
- 压力降 $\Delta P$ 的单位为帕斯卡(Pa),即 $\text{N/m}^2$。
- 流体体积 $V$ 的单位为立方米(m³)。
- 两者相乘:
$\Delta P \cdot V = (\text{N/m}^2) \cdot \text{m}^3 = \text{N·m} = \text{J}$
结果为能量单位焦耳(J),说明压力降与体积的乘积确实等于能量损失。
结论:题目中“1 m³流体流动时所损失的机械能”等同于“压力降”,因此表述正确。