Uppgift 13.

Ett lavalmunstycke är anslutet till en stor trycktank som innehåller luft vid temperaturen $T_0=20{,}0\,{}^\circ\mathrm C$ och trycket $p_0$. Den minsta tvärsnittsarean (halsen) i munstycket är $A_t=6{,}0\,\mathrm{cm^2}$ och arean vid utloppet $A_{ut}=12{,}0\,\mathrm{cm^2}$. Utanför munstycket råder atmosfärstryck $p_{atm}=101\,\mathrm{kPa}$ och temperaturen där är $T_{atm}=20{,}0\,{}^\circ\mathrm C$. Precis vid utloppet från munstycket uppkommer en rak stöt. Hur stort är trycket $p_j$ och temperaturen $T_j$ i strålen från munstycket ut i rummet? Bestäm även trycket $p_0$ i trycktanken och massflödet genom munstycket. Luft kan betraktas som en ideal gas och för luften gäller att $\gamma=1{,}40$ och $R=287\,\mathrm{J/(kg\,K)}$. Strömningen genom munstycket är adiabatisk.