وفقًا لمبدأ بيرنولي، فما هي المجموعة من الطاقة الحركية، والطاقة المحتملة، والطاقة الداخلية؟
Context:مبدأ برنولي هو مفهوم رئيسي في ديناميكا السوائل التي تربط الضغط والسرعة والارتفاع. مبدأ بيرنولي كايقول إن الزيادة في سرعة السوائل تحدث في وقت واحد مع انخفاض في الضغط الساكن أو انخفاض في الطاقة المحتملة للسوائل. سميت المبدأ على اسم عالم الرياضيات والفيزياء السويسري دانيال بيرنولي، الللي نشره في كتابه الهيدروديناميكا في عام 1738. بالرغم من أن بيرنولي استنتج أن الضغط يقلص عندما تزيد سرعة التدفق، إلا أنه كان ليونارد أولر في عام 1752 الللي استخلص معادلة بيرنولي في شكلها المعتاد. لا ينطبق المبدأ إلا على التدفقات التركزية: عندما تكون آثار العمليات غير القابلة للعكس (مثل الاضطرابات) والعمليات غير الاديباتية (مثل الإشعاع الحراري) صغيرة ويمكن إهمالها. مبدأ بيرنولي يمكن أن يشتق من مبدأ الحفاظ على الطاقة. ويقول هذا أنه في تدفق ثابت، فإن مجموع جميع أشكال الطاقة في السائل هو نفسه في جميع النقاط الخالية من القوى اللزجة. وهذا يتطلب أن يبقى مجموع الطاقة الحركية والطاقة المحتملة والطاقة الداخلية ثابتًا. وبالتالي فإن الزيادة في سرعة السائل، والتي تنطوي على زيادة في الطاقة الحركية (الضغط الديناميكي) ، تحدث مع انخفاض متزامن في الطاقة المحتملة (بما في ذلك الضغط الثابت) والطاقة الداخلية. إذا كان السائل يتدفق خارج الخزان، فإن مجموع جميع أشكال الطاقة هو نفسه لأن الطاقة لكل وحدة حجم (مجموع الضغط والقدرة الجاذبية ρ g h) في الخزان هي نفسها في كل مكان. يمكن أيضًا استخلاص مبدأ برنولي مباشرة من قانون الحركة الثاني لإيزاك نيوتن. إذا كان حجم صغير من السائل يتدفق أفقيًا من منطقة ضغط مرتفع إلى منطقة ضغط منخفض، فهناك ضغط أكبر من الخلف من الأمام. وهذا يعطي قوة صافية على الحجم، وتسريعه على طول خط التيار. جزيئات السوائل تخضع فقط للضغط ووزنها الخاص. إذا كان السائل يتدفق أفقيًا وعلى طول قسم من خط التيار، حيث تزداد السرعة لا يمكن أن يكون ذلك إلا لأن السائل على هذا القسم انتقل من منطقة ضغط أعلى إلى منطقة ضغط أقل؛ وإذا انخفضت سرعته، لا يمكن أن يكون ذلك إلا لأنه انتقل من منطقة ضغط أقل إلى منطقة ضغط أعلى. ونتيجة لذلك، داخل السائل الذي يتدفق أفقياً، تحدث أعلى سرعة حيث يكون الضغط أدنى، وتحدث أدنى سرعة حيث يكون الضغط أعلى.
مبدأ برنولي يتطلب أن مجموع الطاقة الحركية والطاقة المحتملة والطاقة الداخلية تبقى ثابتة.