Физический смысл основного уравнения гидростатики

Представим себе, что в точке А (см. рис. 1.11) сосредоточена некоторая масса жидкости. Определим ее потенциальную энергию относительно плоскости сравнения 0-0. В момент присоединения пьезометра к точке А рассматриваемая масса жидкости без дополнительной затраты энергии поднимается по пьезометру на высоту и энергия этой массы будет определяться уже не только высотой положения точки z, но и пьезометрической высотой . Таким образом, потенциальная энергия массы m в точке А составляет:

. (1.41)

Энергия, отнесенная к единице веса жидкости, называемая удельной потенциальной энергией, равна

. (1.42)

Следовательно, удельная потенциальная энергия покоящейся жидкости определяется гидростатическим напором, и поэтому во всех ее точках удельная потенциальная энергия относительно выбранной плоскости сравнения одинакова (1.40), т.е.

. (1.43)

Удельная потенциальная энергия складывается из удельной энергии положения относительно плоскости сравнения 0-0 (геометрическая высота) и из удельной энергии давления (пьезометрическая высота).

Необходимо подчеркнуть различие между пьезометрической высотой (давлением) и гидростатическим напором в отдельных точках покоящейся жидкости: пьезометрическая высота (давление) зависит от координат точки и является переменной величиной для всей массы жидкости, а гидростатический напор относительно плоскости сравнения является величиной постоянной и не зависит от координат рассматриваемых точек.