Рассмотрим задачу: «Разность столбцов в трубке Вентури уменьшилась на 19%. Как изменился расход среды?»
Объяснение:
Трубка Вентури используется для измерения скорости и расхода жидкости или газа в трубопроводе. В основе работы — связь между разностью столбцов (или перепадом давления) и расходом среды.
Основные понятия:
- \( \Delta h \) — разность столбцов (или перепад давления), создаваемый в трубке Вентури.
- \( Q \) — расход среды.
- Закон Бернулли и уравнение расхода для трубки Вентури показывают, что расход связан с перепадом давления по определенной формуле.
Связь между расходом и перепадом:
В классической форме расход \( Q \) пропорционален корню из разности столбцов:
\[ Q \propto \sqrt{\Delta h} \]
Это значит, что, если перепад уменьшился на определённый процент, то расход изменится соответственно.
Пошаговое решение:
Пусть исходный перепад столбцов — \(\Delta h_1\), а после изменения — \(\Delta h_2\).
По условию, перепад уменьшился на 19%: \[ \frac{\Delta h_2}{\Delta h_1} = 1 - 0.19 = 0.81 \]
Тогда новый расход \( Q_2 \): \[ Q_2 \propto \sqrt{\Delta h_2} = \sqrt{0.81 \Delta h_1} = \sqrt{0.81} \times \sqrt{\Delta h_1} \]
Поскольку исходный расход \( Q_1 \propto \sqrt{\Delta h_1} \), то отношение: \[ \frac{Q_2}{Q_1} = \sqrt{0.81} \approx 0.9 \]
Значит, расход уменьшился примерно на 10%.
Ответ: расход среды уменьшился на примерно 10%.
Выбор правильного варианта:
- Вариант 1) уменьшился на 41% — нет.
- Вариант 2) увеличился практически в 2 раза — нет.
- Вариант 3) упал на 10% — да, подходит.
- Вариант 4) практически не изменился — нет.
Итог: правильный ответ — 3) упал на 10%.
Если нужны дополнительные объяснения — спрашивайте!