水のエネルギー
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/20 04:46 UTC 版)
流水は位置エネルギー・運動エネルギー・圧力エネルギーを持っている。流水の持つこれらのエネルギーを水力という。 流水を作用させる点を基準点とすると、高さ h (m) にある質量 m (kg) の水は、mgh (J) の位置エネルギーを有している。 質量 m (kg)、密度 ρ (kg/m³) の水が自由落下するとき、ある一点における流水の速度（流速）を v (m/s)、圧力（水圧）を p (Pa) とすると、この流水のエネルギーは以下の三形態によって表すことができる。 位置エネルギー: m g h {\displaystyle \ mgh} [J] 運動エネルギー: m v 2 2 {\displaystyle {mv^{2} \over 2}} [J] 圧力エネルギー: m p ρ {\displaystyle {mp \over \rho }} [J] 水管路でのエネルギー消費を考えないものとすれば、流路のどの点においても流水が持つエネルギーの総和はエネルギー保存の法則により等しい。これが、ベルヌーイの定理である。それぞれを mg (N) で除したものを「水頭（すいとう）」という。 h {\displaystyle \,h} [m]・・・ 位置水頭（いちすいとう） v 2 2 g {\displaystyle {v^{2} \over 2g}} [m]・・・ 速度水頭（そくどすいとう） p ρ g {\displaystyle {p \over \rho g}} [m]・・・ 圧力水頭（あつりょくすいとう） 水頭は「ヘッド (head)」 ともいい、高さの単位によって表す。
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