¿Cuáles son las diferencias entre las presiones ejercidas por un fluido en reposo y en movimiento a nivel atómico?

Gracias por A2A

[respuesta modificada según los comentarios]

DESCANSO: En reposo, la presión del fluido, a temperatura fija, es movimiento browniano. Si dibuja un caparazón esférico alrededor de un parche de fluido, no hay flujo neto hacia adentro o hacia afuera. A nivel atómico / molecular, el movimiento browniano (que es ruido blanco integrado) es energía cinética transferida entre átomos por medio de la fuerza eléctrica, mediada por fotones. Hay cierta pérdida térmica, que se disipa por fotones reales, en la banda infrarroja. La fuerza eléctrica está mediada por fotones virtuales, pero también existe un intercambio real de fotones sin pérdidas.

MOVIMIENTO RÁPIDO: en movimiento hay flujo neto. Tome el caso donde el flujo es alto, por lo que el movimiento browniano es insignificante. Luego tenemos una serie de transferencias de impulso. Por ejemplo, si el movimiento es lineal, constante, de izquierda a derecha, entonces un átomo izquierdo golpea a su vecino a la derecha, etc. La misma transferencia de fotones descrita anteriormente está en juego. Por lo general, reservamos el término presión para las fuerzas atómicas cuando no hay movimiento neto, pero no hay diferencia atómica, excepto estadísticamente. Usaré presión estática debajo para evitar confusiones. En el análisis de flujo de fluidos, generalmente usamos el término presión para referirnos a la presión en el límite del fluido.

HÍBRIDO: cuando están en juego tanto el movimiento browniano como el lineal, obtenemos el efecto Bernoulli. La razón es que, a diferencia del movimiento browniano, tenemos asimetría, la presión estática disminuye con el aumento de la velocidad, como señala Nikhil. Esto se debe a que la presión estática es mitigada por el flujo neto. Tomemos el caso extremo donde el flujo es tan rápido que cada molécula de fluido que se mueve al azar se convierte esencialmente en movimiento lineal. Esto surge porque la suma de un vector aleatorio pequeño y un vector realmente grande es aproximadamente colineal con el vector realmente grande.

Soy esencialmente un tipo de matemáticas, encuentro explicaciones matemáticas más fáciles que las basadas en la teoría de la física pura. ¡Espero que esto ayude!

No hay ninguno.

Primero, la presión no se define a nivel atómico o molecular. Se define solo para una gran colección de partículas. Cuando se trata de fluidos, en la mayoría de las aplicaciones prácticas, consideramos el movimiento de grandes colecciones de moléculas en lugar de cada molécula individual. Esto simplifica enormemente las matemáticas involucradas. Si consideramos muchas moléculas como una gran unidad, no es posible tener en cuenta el impulso y la energía de cada molécula. Entonces, introducimos presión y temperatura para dar cuenta del impulso y la energía de las moléculas dentro de una unidad de fluido.

En ambos casos, fluidos estacionarios y fluidos, la presión es la fuerza normal ejercida sobre cualquier superficie (imaginaria) debido al movimiento “aleatorio” de las moléculas del fluido. Para un fluido en reposo, la única velocidad se debe al movimiento aleatorio de las moléculas; donde en cuanto a un fluido en movimiento, la velocidad de las moléculas individuales se puede dividir en una velocidad promedio (de todas las moléculas) y un componente aleatorio.

En reposo, los átomos solo tienen energía vibracional. Que en la transferencia a la pared crea presión tal como la conocemos a nivel macroscópico.
En movimiento, también poseen energía traslacional. Lo que provoca una presión adicional, como también se observa en la ecuación de Bernoulli.