02 Основные физические свойства жидкостей и газов

Плоскость сравнения – горизонтальная плоскость для сравнения высот положения точек жидкости. Положение выбирается исходя из удобства измерений. Обязательное
требование – горизонтальность.
Геометрический напор – высота точки от плоскости сравнения.
Пьезометрический напор – высота подъема воды в пьезометре. Определяется избыточным давлением.
Геометрический смысл основного уравнения гидростатики:
для любой точки покоящейся жидкости :

• 
  сумма геометрического напора и напора, соответствующего абсолютному давлению в этой точке, есть величина постоянная, равная гидростатическому напору;
  
• 
  сумма геометрического напора и пьезометрической высоты есть величина постоянная, равная пьезометрическому напору.
  

Энергетическое истолкование основного уравнения гидростатики
Основное уравнение гидростатики . Слагаемые уравнения отнесены к весу единицы объема жидкости, т.е. поделены на . Поэтому их называют «удельными», т.е. отнесенными к единице (в данном случае к единице веса).
Чтобы перейти к величинам, отнесенным к элементарной частице жидкости, достаточно умножить на ее вес :

Первое слагаемое есть сила веса частицы умноженная на высоту ее положения, т. е. работа, необходимая для поднятия частицы на указанную высоту. Это потенциальная энергия положения.

Второе слагаемое после очевидных сокращений есть работа, необходимая для «создания» частицы, т.е. высвобождения занимаемого ею объема при сопротивлении силы, обусловленной давлением жидкости. Второе слагаемое – «потенциальная энергия давления».
(Подробно поясним это важное замечание: пусть объем частицы изменился от нуля до . Для этого граница частицы площадью должна пройти против сил давления, равных произведению давления на ее площадь путь ; совершенная работа есть произведение силы на путь . Эту работу иногда называют «работа вытеснения»)
Сумма двух слагаемых есть полная потенциальная энергия частицы.
Переходя вновь к удельным величинам имеем:
Удельная потенциальная энергия положения и удельная потенциальная энергия давления составляют полную удельную потенциальную энергию, называемую гидростатический напор.
Закон Паскаля (1650 г)
Блез Паскаль (1623–1662)
Сначала приведем полную формулировку закона.