题目
连续性方程表明恒定流动中,液体的平均流速与流通圆管的直径大小成反比。A. 正确B. 错误
连续性方程表明恒定流动中,液体的平均流速与流通圆管的直径大小成反比。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
连续性方程是流体力学中描述恒定流动的基本原理,其核心是流量守恒。对于不可压缩流体,单位时间内通过管道任意截面的流体体积(流量)保持不变。数学表达式为 $Q = A \cdot v$,其中 $A$ 是截面积,$v$ 是流速。题目中的错误在于将流速与直径的一次方成反比,而实际应为直径的平方成反比。
关键推导
- 截面积与直径的关系:圆管截面积 $A = \frac{\pi d^2}{4}$,即 $A \propto d^2$。
- 连续性方程应用:恒定流动中 $Q = A_1 v_1 = A_2 v_2$,代入截面积公式得 $v \propto \frac{1}{d^2}$。
- 结论:流速与直径的平方成反比,而非题目所述的直接反比。
举例验证
若直径减半($d_2 = \frac{d_1}{2}$),则截面积变为原来的 $\frac{1}{4}$($A_2 = \frac{\pi (\frac{d_1}{2})^2}{4} = \frac{A_1}{4}$),流速需变为原来的4倍($v_2 = 4v_1$),进一步验证 $v \propto \frac{1}{d^2}$。