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109年
理化、化工裝置
第 47 題
固體粒子在流體中自由沉降，在層流時其沉降的終端速度與下列何者成反比？
- A 固體粒徑
- B 流體黏度
- C 固體密度
- D 流體密度
思路引導 VIP
想像一下，如果你分別在「清水」和「濃稠的蜂蜜」中丟入一顆同樣大小的鋼珠，哪一個杯子裡的鋼珠會下降得比較慢？這個讓你感覺「卡住」鋼珠、阻礙它前進的流體特性，在物理上我們稱為什麼？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你非常準確地掌握了顆粒沉降的核心觀念。這道題目考查的是流體力學中極為經典的 史托克定律 (Stokes' Law)。當微小固體粒子在流體中處於層流狀態（低雷諾數）進行自由沉降時，其終端速度 $u_t$ 可以透過力平衡推導出以下公式： $$u_t = \frac{g d_p^2 (\rho_p - \rho_f)}{18 \mu}$$
史托克定律的比例關係
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