Điều kiện để áp dụng công thức tính cột áp H = Q²K²L là. 1. Dòng chảy tầng, 2. Dòng chảy đều có áp, 3. Dòng chảy rối, 4. Dòng chảy rối thành trơn thủy lực, 5. Dòng chảy rối thành nhám thủy lực, 6. Đường ống dài

Để giải bài toán này, ta áp dụng phương trình Bernoulli giữa mặt thoáng bể và đầu ra của ống, chọn mặt chuẩn tại đầu ra của ống.

* Mặt thoáng bể (1):
* Áp suất: p1 = p_atm (áp suất khí quyển)
* Vận tốc: v1 ≈ 0 (do diện tích bể rất lớn so với ống)
* Độ cao: z1 = Hl (so với mặt chuẩn)
* Đầu ra của ống (2):
* Áp suất: p2 = p_atm (áp suất khí quyển)
* Vận tốc: v2 = ? (cần tìm thông qua phương trình Bernoulli)
* Độ cao: z2 = 0 (mặt chuẩn)

Phương trình Bernoulli có dạng:

p1/γ + v1^2/(2g) + z1 = p2/γ + v2^2/(2g) + z2 + h_vô

Trong đó:
* γ là trọng lượng riêng của nước.
* g là gia tốc trọng trường.
* h_vô là tổn thất cục bộ tại lối vào.

Thay số và đơn giản hóa (p1 = p2, v1 ≈ 0, z2 = 0):

Hl = v2^2/(2g) + h_vô

Suy ra:

v2^2/(2g) = Hl - h_vô = 3.5 - 0.5 = 3 m

Vậy cột nước H2 chính là v2^2/(2g) = 3m

Để giải bài toán này, ta cần áp dụng phương trình Bernoulli giữa bể A và bể B, có xét đến tổn thất năng lượng và áp suất.

Phương trình Bernoulli giữa bể A và bể B có dạng:

(P_A / (ρg)) + (V_A^2 / (2g)) + Z_A = (P_B / (ρg)) + (V_B^2 / (2g)) + Z_B + h_w

Trong đó:

* P_A là áp suất dư trong bể A (cần tìm).
* P_B là áp suất trong bể B (áp suất chân không, cần đổi sang áp suất tuyệt đối).
* V_A và V_B là vận tốc dòng chảy trong bể A và B (coi như bằng 0 vì bể lớn).
* Z_A và Z_B là độ cao của bể A và B (thường thì ta chọn một mốc và tính độ cao tương đối, nhưng vì không có thông tin nên ta có thể bỏ qua hiệu độ cao, coi Z_A = Z_B).
* ρ là khối lượng riêng của chất lỏng (thường là nước, khoảng 1000 kg/m³).
* g là gia tốc trọng trường (khoảng 9.81 m/s²).
* h_w là tổn thất năng lượng trên đường ống.

Bước 1: Đổi áp suất chân không trong bể B sang áp suất tuyệt đối.

Áp suất khí quyển P_atm ≈ 101.3 kPa

Áp suất tuyệt đối trong bể B: P_B = P_atm - P_chân_không = 101.3 kPa - 6.53 kPa = 94.77 kPa

Vì áp suất chân không được cho là 6,53 kPa, ta hiểu rằng đây là độ giảm so với áp suất khí quyển. Do đó, áp suất tuyệt đối tại B là 101.3 kPa - 6.53 kPa = 94.77 kPa.

Bước 2: Áp dụng phương trình Bernoulli và giải tìm P_A

(P_A / (ρg)) = (P_B / (ρg)) + h_w

P_A = P_B + ρg * h_w

Với h_w = 3m, P_B = 94770 Pa (94.77 kPa), ρ = 1000 kg/m³, g = 9.81 m/s²:

P_A = 94770 + 1000 * 9.81 * 3 = 94770 + 29430 = 124200 Pa = 124.2 kPa

Vì P_A là áp suất dư, ta cần trừ đi áp suất khí quyển để tìm áp suất dư trong bể A:

P_A_dư = 124.2 kPa - 101.3 kPa = 22.9 kPa

Tuy nhiên, không có đáp án nào gần với 22.9 kPa. Có lẽ có sự nhầm lẫn trong đề bài, có thể tổn thất năng lượng hW1 = 3m là tổn thất trên đoạn AC chứ không phải AB. Nếu thế thì bài toán không đủ dữ kiện.

Nhận thấy rằng nếu coi áp suất tuyệt đối tại B bằng -6.53 kPa (sai về mặt vật lý) nhưng vẫn tiến hành tính toán, ta sẽ có:
P_A = -6530 + 29430 = 22900 Pa = 22.9 kPa.

Nếu như đề bài yêu cầu tính áp suất dư trong bể A so với áp suất trong bể B (tức là P_A - P_B), thì ta có:
P_A - P_B = ρgh_w = 1000*9.81*3 = 29430 Pa = 29.43 kPa.

Như vậy, không có đáp án nào phù hợp với cách giải thông thường. Có thể có lỗi trong đề bài hoặc các giả định khác mà ta không biết.

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần hiểu về sự phân bố áp suất dư trong chất lỏng. Áp suất dư là áp suất vượt quá áp suất khí quyển. Trong chất lỏng tĩnh, áp suất tăng tuyến tính theo độ sâu. Điều này có nghĩa là áp suất dư lớn nhất ở đáy bình và nhỏ nhất (bằng không) ở mặt thoáng của chất lỏng.

* Hình 1: Biểu diễn áp suất tăng tuyến tính theo độ sâu, phù hợp với quy luật phân bố áp suất dư trong chất lỏng.
* Hình 2: Biểu diễn áp suất không đổi theo độ sâu, không đúng.
* Hình 3: Biểu diễn áp suất giảm theo độ sâu, không đúng.
* Hình 4: Biểu diễn áp suất thay đổi không tuyến tính theo độ sâu, không đúng.

Vậy, đáp án đúng là Hình 1.

Khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của chất lỏng giảm do các phân tử chất lỏng chuyển động nhanh hơn, làm giảm lực liên kết giữa chúng. Ngược lại, độ nhớt của chất khí tăng lên khi nhiệt độ tăng vì các phân tử khí va chạm nhiều hơn, làm tăng sự cản trở chuyển động. Vì vậy, phương án C đúng vì nó chỉ đề cập đến sự giảm độ nhớt của chất lỏng khi nhiệt độ tăng.

Đề bài cho độ cao đo áp suất dư (hd) là 15m cột nước. Ta cần tính áp suất dư tại điểm đó.

Công thức tính áp suất dư:
p_dư = \(\rho\) * g * hd

Trong đó:
\(\rho\) là khối lượng riêng của nước (khoảng 1000 kg/m³)
g là gia tốc trọng trường (khoảng 9.81 m/s²)
hd là độ cao đo áp suất dư (15m)

Tuy nhiên, để đơn giản, ta có thể sử dụng quy đổi trực tiếp từ mét cột nước sang atmosphere (at):
10 mét cột nước ≈ 1 at

Do đó, 15 mét cột nước ≈ 1.5 at

Vậy, đáp án đúng là 1.5 at.