Секундный расход пара можно определить из уравнения сплош­ности потока паровой струи:

где f₁ — площадь выходного поперечного сечения сопла, м²; ?₁ — удельный объем пара соответственно р₁ м³/кг.

Подставив в уравнение (6) значение скорости пара из фор­мулы (3а) и значение удельного объема из процесса адиабатного расширенияполучим окончательное выражение

Секундный расход пара на основании формулы (6а) можно выразить зависимостью

Так как при установившемся потоке секундный расход пара, протекающего в сопле, постоянен, а функция ? (p₁ / p₀) непрерывно изменяется, то сечение сопла по длине должно тоже изме­няться. При двух значениях p₁ / p₀ = 0  и p₁ / p₀ = 1 функция ? (p₁ / p₀) обращается в нуль. Так как функция непрерывна, то меж­ду этими значениями сущест­вует и максимум, который оп­ределяют путем приравнива­ния первой производной по p₁ / p₀ выражения в квадратных скобках нулю. Тогда макси­мальное значение

Зависимость функции ? (p₁ / p₀) и площади поперечного сечения сопла от отношения давлений p₁ / p₀ показана на рис. 66. Если ? (p₁ / p₀), площадь поперечного сечения сопла должна быть максимальной, если ? (p₁ / p₀) достигает максимума, площадь сечения должна быть минимальной. Таким образом, для обеспечения соот­ветствия площади поперечного сечения сопла изменяющейся форме струи сопло вначале должно иметь суживающуюся часть, а затем расширяться. Такие сопла называются расширяющимися. Расширяющейся части у сопла может и не быть — такие сопла называются суживающимися.