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• Luis Alejandro Carrasco Rebolledo

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PRESION Y FLUIDOS. SEMANA 4.

Física en procesos industriales.

Instituto profesional IACC.

29 de septiembre del 2019.

DESARROLLO DE LA TAREA.

1. RESPONDA LAS SIGUENTES SITUACIONES FISICAS; PRIMERA SITUACIÓN (A); SE TIENE UN BIDON DE 50 LITROS, VACÍO Y SIN SU TAPA CON UNA ALTURA DE 1,5 METROS. SEGUNDA SITUACIÓN (B); LUEGO DE UN TIEMPO EL MISMO BIDON DE 50 LITROS ES LLENADO CON 25 LITROS DE AGUA PURA. BASADO EN LOS DATOS DADOS RESPONDA: A) Usted deberá diferenciar entre las situaciones A y B con fines de identificar cuando se esta en presencia de presión atmosférica o presión del fluido. En la situación “A” solo contamos con “presión atmosférica” la cual es la presión que la atmosfera ejerce sobre la tierra y su valor constante es igual a 101.325 (Pa). Esto se debe a que el bidón está vacío sin algún otro tipo de fluido o carga externa ejerciendo otro tipo de presión dentro de este recipiente. En la situación “B” podemos decir que nos encontramos en presencia de “presión de fluido” ya que esta situación reúne todas las características necesarias, posee altura de fluido, presión atmosférica además de la aceleración de gravedad, estos datos nos serán fundamentales para determinar el valor de la presión de fluido el cual se define por la siguiente ecuación; P= ᵨfluido *

g * h + Patm

donde g es la aceleración de gravedad y h es la altura del fluido o profundidad.

B) considerando la situación B usted deberá calcular la presión en el fondo del bidón mencionado.

Datos. 𝑘𝑔 Densidad del fluido= 1.000 ( 3) g= 10 h= (

𝑚

2 (𝑚2 ) 𝑠

1.5𝑚 2

) = 0.75 m

Patm= 101.325 (Pa) Sabemos que la fórmula para calcular presión de fluido es; 𝑃 = 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜

𝑃𝑎𝑡𝑚

Por lo tanto, reemplazamos: P= 1.000 (

𝑘𝑔 𝑚

2

𝑚 3 ) * 10 ( 2 ) * 0,75 m +101.325 (Pa) 𝑠

P= 7500 (Pa) + 101.325 (Pa) P= 108.825 (Pa) Respuesta; La presión en el fondo del recipiente es igual a 108.825 (Pa)

C) Explique en términos físicos que significa que la densidad del agua sea ᵨ =1.000 [ 𝑘𝑔3] ; 𝑚

● Podemos decir que segun la física la densidad es el peso contenido en un volumen esto se puede definir de la siguiente forma densidad = masa sobre volumen, y las diferentes formas de expresarlo es en kg/m3,en el sistema internacional o también expresada en 1000gramos / L (1kg/L) estos valores corresponden al valor del agua pura que no tiene ningún contenido de sal ya varía su valor según su salinidad y temperatura esto quiere decir que entre mas salinidad contenga el agua mayor será su densidad, la temperatura en el agua se comportara de manera inversa esto quiere decir que a mayor temperatura las moléculas estarán mas dispersas entre ellas lo que generara una menor densidad del fluido. Otra definición física de la densidad se puede describir como la fuerza que tiene sus propias moléculas para comprimirse dentro de un objeto ya sea de estado líquido, solido o gaseoso.

2. Por una tubería cilíndrica de PVC fluye agua, esta tubería tiene una entrada de área 6,5 (m2). Para asegurar el flujo laminar se decide, alta presión y baja en la velocidad del fluido que la salida del fluido no debe tener la misma área de entrada. Conforme a lo anterior se consigue una baja en la velocidad del fluido de un 60% respecto al valor de entrada el cual corresponde a Vi= 9 [ 𝑚2] deberá determinar 𝑠 el valor del diámetro de la salida de esta tubería. Se sabe que el principio de continuidad dice que el caudal de entrada siempre será el mismo al caudal de salida, se tiene la siguiente formula:

Q inicial = Q final Vi * Ai = Vf * Af Datos; Vi= 9 [ 𝑚2]

Vf= 60% de 9 [ 𝑚2] = 5,4 [ 𝑚2]

Ai= 6,5 m2

Af= x

𝑠

𝑠

𝑠

reemplazamos en la ecuación de continuidad. Vi * Ai = Vf * Af 9 [ 𝑚2]* 6,5 m2 = 5,4 [ 𝑚2] * Af 𝑠

𝑠

Af= 10.8 m2

El diámetro final de esta tubería corresponde a un área de 10.8 m2.

3. Deberá investigar 3 procesos mecánicos donde un material presente cambios físicos con respecto a su estado inicial y complete la tabla siguiendo el ejemplo aquí entregado.

Proceso

Material

Formación de cátodos de cobre “celdas catódicas” Formación de cubo de hielo. Fundición de azufre. Formación de cristales de yodo en base a yodo gaseoso.

Cambio de estado Cobre (Cu)

Líquido a solido

Agua (H2O)

Líquido a solido

Azufre (S)

Solido a gaseoso

Yodo (I)

Gaseoso a liquido

Bibliografía (s.f.). BIBLIOGRAFIA . IACC. (2019). BIBLIOGRAFIA . ARICA: CONTENIDO SEMANA 1. IACC, I. P. (2019). MATERIAL DE ESTUDIO. ARICA: BIBLIOTECA.

TABLA PERIODICA DE LOS ELEMENTOS MODERNA APROBADA EL 28 DE NOVIEMBRE DE 2016.

CONTENIDO WEB. http://bioprofe.com/fuerza-y-presion-en-los-fluidos/