(请看图片,或者阅读以下文本)
本题需要假定瓶子的体积是足够大的,因此,瓶内外压强保持不变,否则条件不足。
选取一极小时间间隔Δt,设泄漏的气体质量为Δm,体积为ΔV。
该部分泄漏的气体可看成是一极薄的圆柱体,面积为瓶口大小,即S,厚度为h。
这些气体在内部时的速度认为是零,由于受瓶内、瓶外压强共同作用,会受到一个向外的作用力F=(P-P_0 )*S,从而产生加速度a,并在Δt后产生位移h,则h=(1/2)a(Δt)^2。
根据牛二定律,对于这部分气体有:F=Δm*a。
对于这部分气体,还有质量-密度关系:Δm=ρ*ΔV。
其中的体积为:ΔV=S*h。
以上5个等式,共含有6个未知量:Δm,ΔV,Δt,h,F,a。
可得到问题所要求解的关系:
Δm/Δt=√((ρS^2*(P-P_0))/2)
以上方案仅供参考,欢迎讨论!
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