Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường gặp các loại vòi phun như vòi tưới cây, vòi phun sương, hay thậm chí là động cơ phản lực. Tất cả dựa trên một nguyên lý cơ bản của chất học đối lưu. Khi thiết kế vòi phun, người ta thường làm cho đường ống có tiết diện giảm dần theo chiều chuyển động của chất lưu. Điều này không phải ngẫu nhiên mà dựa trên nguyên lý bảo toàn năng lượng và phương trình Bernouli. Theo đó, khi chất lưu (chất khí hoặc chất lỏng) chuyển động từ nơi có tiết diện lớn đến nơi có có tiết diện nhỏ, vận tốc của nó sẽ tăng lên, trong khi áp suất giảm xuống. Trong một thí nghiệm về dòng khí, người ta thiết kế một hệ thống gồm bình chứa khí lớn nối với một vòi phun. Bình chứa được duy trì ở nhiệt độ \({27^\circ }{\rm{C}}\), áp suất 5 atm và khối lượng mol của khí Nitrogen ( \({{\rm{N}}_2},{\rm{M}} = 28\;{\rm{g}}/{\rm{mol}}\) ). Khí được phun ra môi trường qua vòi phun có tiết diện nhỏ hơn nhiều so với tiết diện bình chứa. Khi khí chuyển động từ bình chứa ra ngoài môi trường, nhiệt độ của khí giảm còn \({7^\circ }{\rm{C}}\).

\(\frac{p}{{DT}} = \frac{R}{{{M_{{N_2}}}}} \Rightarrow \frac{{5.101325}}{{{D_1} \cdot (27 + 273)}} = \frac{{5.101325}}{{{D_2} \cdot (7 + 273)}} = \frac{{8,31}}{{{{28.10}^{ - 3}}}} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{D_1} \approx 5,7\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}}\\{\frac{{{D_2}}}{{{D_1}}} \approx 1,071 = 107,1\% = 100\% + 7,1\% }\end{array}} \right.\)

\( \Rightarrow \) a) Đúng; b) Đúng

\(D\~M \Rightarrow \frac{{{D_{He}}}}{{{D_{{N_2}}}}} = \frac{{{M_{He}}}}{{{N_{{N_2}}}}} = \frac{4}{{28}} = \frac{1}{7} \Rightarrow \) c) Sai

Thứ nhất là nguyên lý Bernoulli, giải thích rằng hình dạng lồi của cánh làm tăng tốc độ của luồng không khí phía trên nó trong khi phần đáy phẳng của cánh lại khiến không khí di chuyển chậm hơn. Tốc độ dòng khí lại tỷ lệ nghịch với áp suất, nên tốc độ cao hơn phía trên cánh làm giảm áp suất không khí ở mặt trên, từ đó hút máy bay lên và sinh ra lực nâng. Nguyên lý thứ hai dựa trên định luật ba Newton, mô tả rằng dòng không khí nặng hơn sẽ va đập vào mặt dưới cánh và bị lệch xuống dưới. Khi đó lực tác động sẽ gặp phải một phản lực (lực nâng) ngang bằng và ngược chiều với nó, nên máy bay sẽ chuyển động hướng lên trên \( \Rightarrow {\bf{d}})\) Đúng

Xem giải thích cụ thể: https://youtu.be/5bjSZ6NgqS0?si=RcDCMZLnsG1cHWtR

Chú ý: vận tốc dòng khí khác với vận tốc chuyển động nhiệt của phân tử khí