ของไหล
ท่อเวนทูรี
ดูการไหลเร็วขึ้นในคอหอยแคบ — ความดันลด (เบอร์นูลลี)
ท่อเวนทูรี — การจำลองของไหลแบบโต้ตอบ ดูการไหลเร็วขึ้นในคอหอยแคบ — ความดันลด (เบอร์นูลลี) ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
ผลของแบร์นูลลี
ในท่อเวนทูรี ของไหลไหลเร็วขึ้นในคอคอดแคบและความดันลดลง
การอนุรักษ์มวลต้องการการไหลที่เร็วขึ้นเมื่อพื้นที่หน้าตัดเล็กลง สมการของแบร์นูลลีเชื่อมโยงความเร็วที่สูงขึ้นกับความดันที่ต่ำลงในบริเวณคอคอด
- A₁v₁ = A₂v₂
- P + ½ρv² = ค่าคงที่
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
น้ำไหลผ่านท่อที่แคบลงตรงกลาง เหมือนสายยางที่ปิดด้วยนิ้วโป้ง ความดันของน้ำในช่วงแคบจะเป็นอย่างไร
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ความดันเพิ่มขึ้นในช่วงแคบเพราะน้ำถูกอัดแน่นขึ้น
- ความดันลดลงในช่วงแคบเพราะน้ำไหลเร็วขึ้น
- ความดันเท่าเดิมตลอด — เปลี่ยนแค่อัตราเร็ว
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- พื้นที่ช่วงกว้าง A₁ (m²)
- พื้นที่คอคอด A₂ (m²)
- ความเร็วทางเข้า v₁ (m/s)
สิ่งที่คุณวัด:
- ความเร็วคอคอด v₂ (m/s)
- ความเปลี่ยนแปลงความดัน ΔP = P₂ − P₁ (kPa)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ fluid-venturi แล้วกดรีเซ็ต น้ำไหลสม่ำเสมอผ่านท่อที่มีช่วงกว้าง (A₁) และคอหอยแคบ (A₂)
- เปิดค่าแสดงอัตราเร็วที่คอหอยและความดันตกต่ำ
- ตั้งพื้นที่ช่วงกว้าง พื้นที่คอหอย และอัตราเร็วขาเข้าในแต่ละรอบ แล้วบันทึกค่าอัตราเร็วคอหอยและความดันตกต่ำ
สมการควบคุม
สมการความต่อเนื่อง — A₁·v₁ = A₂·v₂
ของไหลที่บีบอัดไม่ได้ในท่อ อัตราการไหล (พื้นที่ × ความเร็ว) ต้องเท่ากันตลอดท่อ: A₁v₁ = A₂v₂ ท่อที่แคบลงบังคับให้ของไหลไหลเร็วขึ้น
สมการของเบอร์นูลลี — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
ตามเส้นการไหลแนวระดับ ผลรวมระหว่างความดันกับพลังงานจลน์ต่อปริมาตรของของไหลคงที่: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂² ที่ใดความเร็วเพิ่มขึ้น ความดันต้องลดลงเพื่อชดเชย
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ v₂ = A₁v₁/A₂ จากสมการความต่อเนื่อง แล้วคำนวณ ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) จากสมการแบร์นูลลี เทียบทั้งสองค่ากับที่อ่านได้ ΔP ออกมาเป็นลบ ซึ่งก็คือปรากฏการณ์ "ความดันลดลงที่คอหอย" ในรูปตัวเลขที่มีเครื่องหมาย
- อธิบายในเชิงการอนุรักษ์พลังงานว่าเหตุใดความดันของของไหลจึงต้องลดลงตรงที่อัตราเร็วเพิ่มขึ้นในท่อแนวราบ
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- คาร์บูเรเตอร์และ atomizer น้ำหอมใช้ผลเวนทูรีดูดของเหลวที่สองเข้ามาที่คอหอยแคบ ใช้ข้อมูลการเปลี่ยนความดันของคุณอธิบายว่าเหตุใดบริเวณความดันต่ำที่นั่นจึงดึงของเหลวขึ้นผ่านท่อข้างได้
- การทดลอง fluid-wing ใช้โมเดลความต่อเนื่อง + เบอร์นูลลีชุดนี้กับอากาศแทนน้ำ ที่อัตราเร็วและพื้นที่เท่ากันคุณคาดว่าความดันต่างจะมากกว่าหรือน้อยกว่า เพราะเหตุใด
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- ยินดีต้อนรับสู่ เวนทูรีของไหล
- กดเล่น
- คอคอดเร็ว ความดันต่ำ
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ