Tlaková potenciální energie

Tlaková potenciální energie je potenciální energie kapaliny nebo plynu, vznikající z tlaku, kterým kapalina nebo plyn tlačí na stěny nádoby.

Může-li se stěna nádoby pohybovat (např. píst), pak kapalina nebo plyn posouváním pístu koná práci. Tlaková potenciální energie se mění na kinetickou energii pístu a pohybující se kapaliny nebo plynu. Vzájemnou přeměnu kinetické a tlakové potenciální energie ideální kapaliny proudící v uzavřené nádobě popisuje Bernoulliho rovnice.

Značení

• Značka: E_pt
• Jednotka SI: joule, značka: J
• Další jednotky: viz Energie

Výpočet

Hodnota tlakové potenciální energie je určena vztahem

${\displaystyle E_{pt}=pV}$ ,

kde p je tlak (rozdíl vyššího počátečního a nižšího koncového tlaku), V je objem kapaliny nebo plynu při počátečním tlaku.

Odvození

Potenciální energii tlakovou odvodíme z mechanické práce. Předpokládejme, že se ve vodorovné trubici posune vlivem síly ${\displaystyle F}$ píst o obsahu S o délku l. Tlaková síla velikosti ${\displaystyle F=pS}$ koná mechanickou práci ${\displaystyle W=Fl}$, po dosazení za F dostáváme pro práci vztah

${\displaystyle W=pSl=pV}$ .

Tato rovnice říká, že tlaková potenciální energie proudící kapaliny je ${\displaystyle E_{pt}=pV}$, neboli že je přímo úměrná tlaku a objemu proudící kapaliny.

Související články

• Mechanika
• Mechanika tekutin
• Potenciální energie