برای توضیح اختلاف سطح مایع در لولههای (1) و (2) براساس اصل برنولی، ابتدا باید اصل برنولی را مرور کنیم. اصل برنولی بیان میکند که برای یک سیال ایدهآل (غیر ویسکوز و غیرقابل تراکم) در حرکت پایدار، مجموع فشار، انرژی جنبشی واحد حجم و انرژی پتانسیل واحد حجم در هر نقطه از سیال ثابت است. به صورت ریاضی داریم:
\[ P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{ثابت} \]
که در آن:
- \( P \) فشار سیال است.
- \( \rho \) چگالی سیال است.
- \( v \) سرعت سیال است.
- \( g \) شتاب گرانش است.
- \( h \) ارتفاع از مبدا است.
در این شکل، اختلاف سطح مایع در لولهها به دلیل اختلاف در فشار و سرعت مایع است. با توجه به اصل برنولی:
1. در نقاط ورودی و خروجی لولهها، معادله برنولی را مینویسیم.
2. وقتی سرعت در لوله (1) بیشتر است، فشار کمتر میشود (طبق اثر ونتوری).
3. این کاهش فشار موجب میشود سطح مایع در لوله (1) پایینتر بیاید.
به طور خاص، اگر سرعت مایع در یک قسمت بیشتر باشد، فشار آن قسمت کمتر میشود و بالعکس. بنابراین، اختلاف در سرعتهای جریان در لولههای مختلف میتواند منجر به اختلاف سطح مایع شود، چنانکه در شکل مشاهده میشود.