伯努利定律

伯努利原理 （ Bernoulli's principle ） ， 又稱白努利定律或柏努利定律 （ Bernoulli's Law ） ， 是流體力學中的一個定律 ， 由瑞士流體物理學家丹尼爾 · 伯努利於1738年出版他的理論 《 Hydrodynamica 》 ， 描述流體沿著一條穩定 、 非黏性 、 不可壓縮的流線移動行爲 。 在流體動力學 ， 伯努利原理指出 ， 無黏性的流體的速度增加時 ， 流體的壓力能或位能 （ 勢能 ） 總和將減少 。 伯努利原理可以應用到不同類型的流體流動 ， 從而是可廣泛套用的伯努利方程表示式 。 事實上 ， 有不同類型的伯努利方程式不同形式的 。 伯努利原理的簡單形式是有效的不可壓縮流動 （ 如液體流動 ） ， 也爲移動可壓縮流體 （ 如氣體 ） 在低馬赫數 （ 通常小於 0.3 ） 。 更先進的形式可被應用到在某些情況 下 ， 在更高的馬赫數 （ 見伯努利方程的推導 ） 可壓縮流 。 伯努利定律可以從能量守恆定律來推演 。 說明如下 ： 在一個穩定的水流 ， 沿著直線流向的所有點上 ， 各種形式的流體機械能總和必定相同 。 也就是說 ， 動能 ， 位能 ， 與內能的總和保持不變 。 換言之 ， 任何的流體速度增加 ， 即代表動態壓力和單位體積動能的增加 ， 而在同時會導致其靜態壓力 ， 單位體積流體的位能 、 內能等三者總和的減少 。 如果液體流出水庫 ， 在各方向的流線上 ， 各種形式的能量的總和是相同的 ； 因爲每單位體積能量的總和 （ 即壓力和單位體積流體的重力位能的總和 ） 在水庫內的任何位置都相同 。 伯努利原理 ， 也可以直接由牛頓第二定律推演 。 說明如下 ： 如果從高壓區域往低壓區域 ， 有一小體積流體沿水平方向流動 ， 小體積區域後方的壓力自然比前方區域的壓力更大 。 所以 ， 此區域的力量總和必然是沿著流線方向向前 。 在此假設 ， 前後方區域面積相等 ， 如此便提供了一個正方向淨力施於原先設定的流體小體積區域 ， 其加速度與力量同方向 。 此假想環境中 ， 流體粒子僅受到壓力和自己質量的重力之影響 。 先假設如果流體沿著流線方向作水平流動 ， 並與流體流線的截面積垂直 ， 因爲流體從高壓區域朝低壓區域移動 ， 流體速度因此增加 ； 如果該小體積區域的流速降低 ， 其唯一的可能性必定是因爲它從低壓區朝高壓區移動 。 因此 ， 任一水平流動流體之內 ， 壓力最低處有最高流速 ， 壓力最高處有最低流速 。