Fluidok
Venturi-cső
Nézd, ahogy az áramlás felgyorsul a szűk torokban — a nyomás csökken (Bernoulli).
Venturi-cső — interaktív Fluidok szimuláció. Nézd, ahogy az áramlás felgyorsul a szűk torokban — a nyomás csökken (Bernoulli). Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Bernoulli-hatás
Venturi-csőben a folyadék felgyorsul a szűk torokban, és a nyomás csökken.
A tömegmegmaradás gyorsabb áramlást követel ott, ahol a keresztmetszet kisebb. A Bernoulli-egyenlet a nagyobb sebességet alacsonyabb nyomáshoz köti a torokban.
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = állandó
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Víz áramlik egy csőben, amely egy szakaszon keskenyedik, mint egy kerti slag, ha a hüvelykujjaddal elszorítod a végét. Mi történik a víz nyomásával a szűk szakaszon?
Mérlegelendő jóslatok
- A nyomás nő a szűk szakaszon, mert a víz összesűrűsödik.
- A nyomás csökken a szűk szakaszon, mert a víz felgyorsul.
- A nyomás végig ugyanaz — csak a sebesség változik.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Széles szakasz felülete A₁ (m²)
- Szűkületi felület A₂ (m²)
- Bemeneti sebesség v₁ (m/s)
Amit mérsz:
- Szűkületi sebesség v₂ (m/s)
- Nyomásváltozás ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a fluid-venturi előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A víz egyenletesen áramlik egy csőben, széles szakasszal (A₁) és szűk torokkal (A₂).
- Engedélyezd a toroksebesség- és nyomásesés-kijelzőket.
- Állítsd be a széles szakasz felületét, a torok felületét és a belépési sebességet minden mérésnél, és rögzítsd a toroksebesség- és nyomásesés-leolvasásokat.
Vezéregyenlet
Folytonossági egyenlet — A₁·v₁ = A₂·v₂
Összenyomhatatlan folyadék esetén az áramlási sebesség (felület × sebesség) mindenhol ugyanakkora kell legyen a cső mentén: A₁v₁ = A₂v₂. A cső szűkülete a folyadékot felgyorsulásra kényszeríti.
Bernoulli-egyenlet — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Vízszintes áramvonal mentén a folyadék nyomása plusz térfogategységenkénti mozgási energiája állandó marad: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². Ahol a sebesség nő, a nyomásnak csökkennie kell a kiegyensúlyozáshoz.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a v₂ = A₁v₁/A₂-t a folytonosságból, majd a ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²)-t a Bernoulli-egyenletből. Hasonlítsd mindkettőt a leolvasásokhoz — a ΔP negatív adódik, és pontosan így néz ki előjeles számként az, hogy „a nyomás a torokban csökkent”.
- Magyarázd meg energiamegmaradási szempontból, miért kell csökkennie egy folyadék nyomásának ott, ahol a sebessége nő, vízszintes csőben.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A karburátorok és a parfüm-porlasztók a Venturi-hatást használják egy második folyadék beszívására a szűk toroknál. A nyomásváltozás-adataiddal magyarázd meg, miért tud egy ottani alacsony nyomású régió folyadékot felfelé húzni egy oldalcsövön.
- A fluid-wing kísérlet ugyanezt a folytonosság + Bernoulli modellt használja levegővel a víz helyett. Nagyobbra vagy kisebbre várnád a nyomáskülönbséget ugyanazon sebességeknél és felületeknél? Miért?
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Üdv a Venturi-folyadéknál
- Nyomd meg az Indítást
- Gyors torok, alacsony nyomás
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.