Đáp án đúng: D
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng công thức Darcy-Weisbach để tính tổn thất cột áp dọc đường trong ống dẫn. Vì dòng chảy là dòng chảy tầng (laminar), hệ số ma sát Darcy có thể được tính trực tiếp từ số Reynolds.
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 = \( \pi * (d/2)^2 \) = \( \pi * (0.1/2)^2 \) = 0.007854 m^2
- Vận tốc v = Q/A = 0.01 / 0.007854 = 1.273 m/s
2. **Tính số Reynolds (Re):**
- Độ nhớt động học \( \nu \) = 10 mm^2/s = 10 * 10^-6 m^2/s
- Re = (v * d) / \( \nu \) = (1.273 * 0.1) / (10 * 10^-6) = 12730
- Vì Re < 2320 (dòng chảy tầng), dòng chảy thực tế không phải chảy tầng mà là chảy rối, cần xem xét lại giả thiết ban đầu. Tuy nhiên, nếu vẫn tiếp tục giải theo dòng chảy tầng để tìm ra đáp án gần đúng nhất (do đề bài yêu cầu) thì ta tiếp tục như sau:
3. **Tính hệ số ma sát Darcy (f):**
- f = 64 / Re = 64 / 12730 = 0.00503
4. **Tính tổn thất cột áp dọc đường (hf):**
- hf = f * (L/d) * (v^2 / (2*g))
- hf = 0.00503 * (500 / 0.1) * (1.273^2 / (2 * 9.81))
- hf = 0.00503 * 5000 * (1.620529 / 19.62)
- hf = 0.00503 * 5000 * 0.0826
- hf = 2.077 m
Vậy tổn thất năng lượng dọc đường là khoảng 2.08 m. Do đó, đáp án phù hợp nhất là B.