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題目:一個邊長為a的正方形過濾器,其四邊都被寬度為b的透明液體所覆蓋。液體流速為v,求液體通過過濾器的流量Q。
解答:
流量定義為單位時間內(nèi)通過某一封閉截面的流體的體積或質(zhì)量。在這個問題中,我們可以通過液體在過濾器中的流動路徑來計算流量。
Q = 面積 × 速度
Q = a^2 v
液體通過過濾器的路徑是一個正方形通道,其寬度為b。由于液體在通道中流動時,會受到阻力,因此我們需要考慮液體的阻力對流量Q的影響。根據(jù)流體阻力的基本原理,我們可以使用斯托克斯公式來計算液體在正方形通道中的阻力:
阻力 = 流體密度 × 速度的平方 × 管道截面積 / 99
將阻力代入流量公式中,我們可以得到:
Q = (流體密度 × 速度的平方 × 管道截面積) / (99 b)
將上述公式代入已知條件中,我們可以得到:
Q = (ρv^3) / (99b)
其中ρ是液體的密度。
所以,液體通過過濾器的流量為:Q = (a^2 v) / (99b)。
希望這個例題能夠幫助你理解高三物理中的過濾問題。