题目
在冶金炉窑中,静止气体的相对压力沿高度方向变化规律是 。A. 逐渐降低B. 逐渐升高C. 先升高后降低D. 先降低后升高
在冶金炉窑中,静止气体的相对压力沿高度方向变化规律是 。
A. 逐渐降低
B. 逐渐升高
C. 先升高后降低
D. 先降低后升高
题目解答
答案
B. 逐渐升高
解析
本题考查静止气体中相对压力沿高度方向的变化规律,核心在于理解流体静力学方程在可压缩气体中的应用。关键点在于:
- 静止气体的密度分布:在重力作用下,气体密度随高度增加而减小。
- 温度的影响:若炉窑内温度随高度升高而显著升高,根据理想气体定律,压力可能逐渐升高(需满足温度升高速率超过密度减小速率)。
- 相对压力定义:需结合炉窑内部条件(如温度分布)与外部压力关系综合判断。
核心思路
静止气体的相对压力变化由流体静力学方程和理想气体定律共同决定:
- 流体静力学方程:$\frac{dp}{dh} = -\rho g$,表示压力随高度变化与密度相关。
- 理想气体定律:$P = \rho RT$,密度$\rho$与温度$T$共同影响压力$P$。
温度对压力的影响
- 若炉窑内温度随高度升高而显著升高,则$T$增大可能抵消$\rho$减小的影响,导致$P$逐渐升高。
- 题目隐含条件为炉窑内存在温度梯度,使压力变化趋势逆转。
结论推导
在温度随高度升高的假设下,压力逐渐升高(选项B),符合题目答案。