Потенциальная энергия жидкости. Потенциальный напор

1. Удельная потенциальная энергия жидкости. Жидкость, находящаяся в покое или движении, обладает определенным запасом механической энер­гии, т. е. способностью производить работу. Покоящаяся жидкость обладает только так называемой потенциальной энергией.

Покажем на рис. 8 горизонтальную координатную плоскость 00, ко­торую назовем плоскостью сравнения. На плоскости 00 наме­тим начало оси z, причем эту ось направим вверх. Ординаты z различных точек жидкости будем называть отметками, «отметка» точки есть возвы­шение ее над плоскостью сравнения. Будем рассматривать точку n жидкости; пьезометрическая высота h_избдля этой точки, а также ее отметка z показаны на чертеже.

Выделим у точки n некоторый объем жидкости весом G и приключим к этой точке открытую трубку П, Под действием избыточного давления р в точке п объем жидкости весом G поднимется в трубке П на высоту h_изб над плоскостью MN и на высоту Н (см. чертеж) над плоскостью сравнения ОО.

Из сказанного должно быть ясно, что рассматриваемый объем жидкости, сосредоточенный в точке п, может произвести работу:

во-первых, за счет своего падения на плоскость ОО с высоты z; эта возможная работа будет

(ПЭ) _z = zG; [60]

во-вторых, за счет своего поднятия под давлением р на высоту h_изб; эта возможная работа будет равна

(ПЭ)_р = h_изб G, [61]

Полная работа, которую может произвести объем жидкости весом G, рав­няется

(ПЭ) =(ПЭ)_z + (ПЭ)_р = zG + h_избG. [62]

Величина (ПЭ) называется потенциальной энергией оп­ределенного объема жидкости (в данном случае объема весом G).

Удельной потенциальной энергией называется энер­гия, отнесенная к единице веса жидкости, находящейся в точке n:

(ПЭ)_уд = Z + h_изб = H [63]

Как видно, внутри удельной потенциальной энергии в общем случае сле­дует различать два вида потенциальной энергии:

1)удельную потенциальную энергию положения, равную Z;

2)удельную потенциальную энергию давления, равную h_изб =