Выделим в стационарно текущей, идеальной жидкости трубку тока очень малого сечения, так, чтобы скорость в любой точке этого сечения можно было считать одинаковой. Далее, в этой трубке тока выделим элементарный объем ΔV, ограниченный сечениями S1 и S2. Через промежуток времени Δt этот элементарный объем переместится вдоль трубки тока, но его объем останется тем же (т.к. жидкость несжимаема), в то время как сечение S1 пройдет путь L1, а сечение S2 - L2. Изменение энергии этого элементарного объема складывается из изменения кинетической энергии и изменения потенциальной энергии:
Здесь ρ - плотность жидкости, ρ·ΔV - масса выделенного объема жидкости, v1 - скорость жидкости в начальном положении элементарного объема, v2 - в конечном положении, ρ·ΔV·v12/2 - кинетическая, ρ·ΔV·g·h1 - потенциальная энергия элементарного объема жидкости в момент времени t, ρ·ΔV·v22/2 - кинетическая, ρ·ΔV·g·h2 - потенциальная энергия этого объема в момент времени t+Δt.
В идеальной жидкости силы трения отсутствуют, поэтому приращение энергии ΔE должно равняться работе, совершаемой над элементарным объемом силами давления. т.е. можно записать:
Приравнивая (А) и (Б), получим:
Преобразовав полученное равенство, запишем:
Так как сечения мы выбирали произвольно, то можно записать:
Полученное уравнение называется уравнением Бернулли и читается оно как в стационарно текущей идеальной жидкости вдоль любой линии тока выполняется условие 1.67
Для горизонтальной линии тока уравнение Бернулли принимает вид: