Đối với dòng chảy có áp trong ống tròn, quan hệ giữa tổn thất dọc đường hd và vận tốc v theo.

Trạng thái chảy tầng (hay còn gọi là dòng chảy lớp) xảy ra khi chất lỏng chảy thành các lớp song song, không có sự pha trộn giữa các lớp này. Điều này thường xảy ra khi lực nhớt chiếm ưu thế so với lực quán tính. Số Reynolds (Re) là một chỉ số quan trọng để xác định loại dòng chảy. Re nhỏ (thường < 2300) tương ứng với dòng chảy tầng.

* A. Dòng chảy trong các khe rất hẹp: Khi khe hẹp, vận tốc dòng chảy giảm và lực nhớt trở nên đáng kể hơn, làm tăng khả năng xuất hiện dòng chảy tầng. Đây là đáp án đúng.
* B. Chất lỏng có độ nhớt rất nhỏ: Chất lỏng có độ nhớt nhỏ sẽ dễ dàng tạo ra dòng chảy rối hơn.
* C. Dòng chảy rất nhanh: Dòng chảy nhanh làm tăng lực quán tính, dẫn đến dòng chảy rối.
* D. Dòng chảy trong các ống có đường kính rất lớn: Ống có đường kính lớn làm tăng khả năng xuất hiện dòng chảy rối.

Vậy, đáp án đúng là A.

Để giải bài toán này, ta cần sử dụng công thức Darcy-Weisbach để tính tổn thất năng lượng dọc đường cho dòng chảy tầng trong ống. Các bước thực hiện như sau:

1. Tính vận tốc dòng chảy (v):
- Lưu lượng Q = 10 lít/s = 0.01 m^3/s
- Diện tích mặt cắt ngang của ống A = π * (d/2)^2 = π * (0.1/2)^2 = π * 0.0025 ≈ 0.00785 m^2
- Vận tốc dòng chảy v = Q / A = 0.01 / 0.00785 ≈ 1.274 m/s

2. Tính hệ số Reynolds (Re):
- Độ nhớt động học ν = 10 mm^2/s = 10 * 10^-6 m^2/s = 10^-5 m^2/s
- Đường kính ống d = 100 mm = 0.1 m
- Re = (v * d) / ν = (1.274 * 0.1) / (10^-5) = 12740

- Do Re < 2320 (đối với dòng chảy trong ống tròn), đây là dòng chảy rối, tuy nhiên đề bài đã cho là chảy tầng nên ta tiếp tục tính theo dòng chảy tầng. Trường hợp chảy rối thì cần phải xem lại đề bài.

3. Tính hệ số ma sát (f) cho dòng chảy tầng:
- f = 64 / Re = 64 / 12740 ≈ 0.00502

4. Tính tổn thất năng lượng dọc đường (hf) sử dụng công thức Darcy-Weisbach:
- hf = f * (L/d) * (v^2 / (2g))
- Trong đó: L = 500 m, d = 0.1 m, g ≈ 9.81 m/s^2
- hf = 0.00502 * (500 / 0.1) * (1.274^2 / (2 * 9.81))
- hf ≈ 0.00502 * 5000 * (1.623 / 19.62)
- hf ≈ 0.00502 * 5000 * 0.0827
- hf ≈ 2.076 m

Vậy, tổn thất năng lượng dọc đường là khoảng 2.08 m.

Công thức tính lưu lượng qua lỗ mỏng là: Q = μ * S * √(2gH), trong đó:
- μ là hệ số lưu lượng (μ = 0,6)
- S là diện tích lỗ (S = 5 cm² = 5 * 10⁻⁴ m²)
- g là gia tốc trọng trường (g ≈ 9,81 m/s²)
- H là chiều cao cột nước (H = 4 m)

Thay số vào công thức:
Q = 0,6 * 5 * 10⁻⁴ * √(2 * 9,81 * 4) = 0,6 * 5 * 10⁻⁴ * √(78,48) ≈ 0,6 * 5 * 10⁻⁴ * 8,858 ≈ 2,6574 * 10⁻³ m³/s

Đổi sang lit/s: Q ≈ 2,6574 * 10⁻³ m³/s * 1000 lit/m³ ≈ 2,6574 lit/s

Vậy đáp án gần đúng nhất là 2,66 lit/s.

Phát biểu sai là: "Áp suất chân không luôn là một giá trị không âm".

Giải thích:

* Áp suất dư: Là phần áp suất vượt quá áp suất khí quyển. Do đó, áp suất dư luôn dương. Phát biểu A đúng.
* Áp suất tuyệt đối: Là áp suất được đo so với điểm không tuyệt đối (chân không hoàn toàn). Vì vậy, áp suất tuyệt đối luôn có giá trị dương hoặc bằng không. Phát biểu B đúng.
* Áp suất chân không: Là áp suất được đo dưới áp suất khí quyển. Nó thường được biểu diễn dưới dạng giá trị âm so với áp suất khí quyển. Phát biểu C đúng.
* Áp suất chân không: Vì áp suất chân không được đo dưới áp suất khí quyển, nó luôn là một giá trị âm hoặc bằng 0, chứ không phải không âm. Phát biểu D sai.