Q7.
在液體槽內,液面距槽底之高度為h,設重力加速度為g,如液體自該槽底部小孔洩出,若略去摩擦損耗,則流出速度約為
化工 · 乙級 · 單元操作 · Q7
難易度分析
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本題考查流體力學基本公式的記憶與應用,屬於單純的公式對照型題目。由於選項僅在係數位置上做區分,無需複雜計算或深層推理即可判定,因此難易度較低。
正確答案:②
②
:此為托里切利定律的正確表達式 v = √(2gh)。根據伯努利方程式,在忽略摩擦損耗的條件下,液體的重力位能完全轉換為動能,即 mgh = ½mv²,推導可得流出速度 v = √(2gh)。
:此為托里切利定律的正確表達式 v = √(2gh)。根據伯努利方程式,在忽略摩擦損耗的條件下,液體的重力位能完全轉換為動能,即 mgh = ½mv²,推導可得流出速度 v = √(2gh)。錯誤選項解析
- ①
:此選項公式缺少係數 2,不符合托里切利定律(Torricelli's Law)的正確形式。由伯努利方程式推導時,位能轉換為動能的關係應為 v²/2 = gh,故速度應為 √(2gh) 而非 √(gh)。 - ③
:此選項將係數 2 置於分母位置,與正確推導結果相反。能量守恆關係中,動能項 ½v² 與位能 gh 相等,整理後 2 應出現在分子側,故正確形式為 √(2gh)。 - ④
:此選項的數學形式不符合伯努利方程式的推導結果。無論係數位置或根號內的變數組合均與托里切利定律的標準式 v = √(2gh) 不符。
Learning Tip
"單元操作中流體流動的經典考點為托里切利定律與伯努利方程式的應用。常考陷阱包括:係數 2 的位置(分子或分母)、是否遺漏係數 2、以及與連續方程式的混淆。實務上需注意此公式僅適用於理想流體(忽略黏滯性與摩擦損耗),若考慮實際流體則需引入流速係數 Cv 進行修正。"
學員答題分佈
①
0%
②
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0%③
0%
④
0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!