Théorème de Bernoulli pour un écoulement stationnaire
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• Équation de Bernoulli : P + 1/2 v^2 + g z = cste. • Conditions impératives : Fluide parfait (inviscide), Incompressible ( = cste), Régime stationnaire. • Somme constante : Pression statique + Pression dynamique + Pression de pesanteur. • Tube horizontal (z_1 = z_2) : P_1 + 1/2 v_1^2 = P_2 + 1/2 v_2^2.
Le cours
La conservation de l'énergie mécanique d'un fluide parfait Le théorème de Bernoulli (1738) traduit la conservation de l'énergie mécanique pour un fluide parfait (viscosité nulle, sans frottement interne) incompressible en écoulement stationnaire le long d'une ligne de courant : « La charge totale du fluide est constante le long de toute ligne de courant » : P + 1/2\,\,v^2 + \,g\,z = constante Pour deux points quelconques (1) et (2) situés sur la même ligne de courant : P_1 + 1/2\,\,v_1^2 + \,g\,z_1 = P_2 + 1/2\,\,v_2^2 + \,g\,z_2 Chaque terme représente une densité volumique d'énergie (en J/m^3 ou Pa) : • P : pression statique. • 1/2 v^2 : pression dynamique (énergie cinétique volumique). • g z : pression de pesanteur (énergie potentielle de pesanteur volumique). Si le fluide est au repos (v_1 = v_2 = 0), on retrouve exactement la statique des fluides : P_1 + g z_1 = P_2 + g z_2.
Dans ce chapitre
- Masse volumique et densité d'un fluide
- Définition physique de la pression et unité Pascal
- Pression atmosphérique standard au niveau de la mer
- Relation fondamentale de l'hydrostatique pour les fluides incompressibles
- Pression absolue, pression relative et manomètres
- Poussée d'Archimède et condition d'équilibre d'un flotteur
- Modèle de l'atmosphère isotherme et pression exponentielle
- Débit volumique et principe de conservation du débit
- Conséquence du rétrécissement de section : accélération
- Théorème de Bernoulli pour un écoulement stationnaire
- Effet Venturi : diminution de pression à l'étranglement
- Application de Bernoulli : formule de Torricelli
- Viscosité dynamique et pertes de charge régulières
- Bilan : Synthèse et méthode sur la statique et la dynamique des fluides