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• Jhoan Mojica

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El agua en un recipiente está a presión, mediante aire comprimido, cuya presión se mide con un manómetro de varios líquidos, como se ve en la figura P1-53. Calcule la presión manométrica del aire en el recipiente si h1 = 0.2 m, h2 = 0.3 m y h3 = 0.46 m. Suponga que las densidades de agua, aceite y mercurio son 1 000 kg/m3, 850 kg/m3 y 13 600 kg/m3, respectivamente.

Un vacuómetro conectado a un recipiente indica 30 kPa en un lugar donde la presión barométrica es 750 mm Hg. Determine la presión absoluta en el recipiente. Suponga que ρHg = 13 590 kg/m3.

Considere una mujer con masa de 70 kg que tiene un área total de pisada de 400 cm2. Ella quiere caminar en la nieve, pero ésta no puede soportar presiones mayores de 0.5 kPa. Determine el tamaño mínimo de los zapatos de nieve necesarios (área de pisada por zapato) para permitirle caminar sobre la nieve sin hundirse.

Los diámetros del émbolo en la figura P1-58E son D1 = 10 cm y D2 = 4 cm. Cuando la presión en la cámara 2 es 2 000 kPa y la presión en la cámara 3 es 700 kPa, ¿cuál es la presión en la cámara 1, en kPa?

Los diámetros del émbolo que muestra la figura P1-58E son D1 = 3 pulg y D2 = 1.5 pulg. Determine la presión, en psia, en la cámara, cuando las demás presiones son P1 = 150 psia y P2 = 250 psia

Demuestre que 1 kgf/cm2 14.223 psi.

La presión absoluta en agua a 5 m de profundidad resulta ser 145 kPa. Determine: a) la presión atmosférica local y b) la presión absoluta a 5 m de profundidad, en un líquido cuya gravedad específica sea 0.85, en el mismo lugar geográfico.

Calcule la presión atmosférica en un lugar donde la indicación del barómetro es 750 mm Hg. Suponga que la densidad del mercurio es 13 600 kg/m3.

La presión manométrica en un líquido, a 3 m de profundidad, es 42 kPa. Determine la presión manométrica en el mismo líquido a la profundidad de 9 m.

Un manómetro de mercurio (ρ = 13,600 kg/m3) se conecta a un ducto de aire para medir la presión en su interior. La diferencia entre los niveles del manómetro es 45 mm, y la presión manométrica es 100 kPa. a) De acuerdo con la figura P1-72, determine si la presión en el ducto es mayor o menor que la presión atmosférica. b) Determine la presión absoluta en el ducto

Comúnmente la presión arterial se mide con un saco cerrado y lleno de aire provisto de un medidor de presión, el cual se enrolla alrededor de la parte superior del brazo de una persona, al nivel del corazón. Con un manómetro de mercurio y un estetoscopio, se miden la presión sistólica (la presión máxima cuando el corazón está bombeando) y la presión diastólica (la presión mínima cuando el corazón está en reposo) en mm Hg. En una persona sana, estas presiones se hallan en alrededor de 120 mm Hg y 80 mm Hg, respectivamente, y se indican como 120/80. Exprese ambas presiones manométricas en kPa, psi y en metros columna de agua.

Un manómetro que contiene aceite (ρ = 850 kg/m3) se conecta a un recipiente lleno de aire. Si la diferencia del nivel de aceite entre ambas columnas es de 36 cm y la presión atmosférica es de 98 kPa, determine la presión absoluta del aire en el recipiente.

Se conectan un medidor y un manómetro a un recipiente de gas para medir su presión. Si la lectura en el medidor es 80 kPa, determine la distancia entre los dos niveles de fluido del manómetro si éste es: a) mercurio (ρ = 13 600 kg/m3) b) agua (ρ = 1 000 kg/m3).

Un gas está contenido en un dispositivo vertical de cilindro-émbolo entre los que no hay fricción. El émbolo tiene una masa de 3.2 kg y un área de sección transversal de 35 cm2. Un resorte comprimido sobre el émbolo ejerce una fuerza de 150 N. Si la presión atmosférica es de 95 kPa, calcule la presión dentro del cilindro.

Considere un hombre con estatura de 1.75 m de pie verticalmente en agua, y completamente sumergido en una piscina. Determine la diferencia entre las presiones que actúan en su cabeza y en los dedos de sus pies, en kPa.

El barómetro básico se puede utilizar para medir la altura de un edificio. Si las lecturas barométricas en la parte superior y en la base del edificio son 675 y 695 mm Hg respectivamente, determine la altura del edificio. Tome las densidades del aire y del mercurio como 1.18 kg/m3 y 13 600 kg/m3, respectivamente.

El barómetro de un escalador indica 740 mbar cuando comienza a subir la montaña, y 630 mbar cuando termina. Sin tener en cuenta el efecto de la altitud sobre la aceleración gravitacional local, determine la distancia vertical que escaló. Suponga que la densidad promedio del aire es 1.20 kg/m3.

La presión de vacío de un condensador está dada como 80 kPa. Si la presión atmosférica es de 98 kPa, ¿cuál es la presión manométrica y la presión absoluta en kPa, kN/m2, lbf/pulg2, psi y mm Hg?

Determine la presión que se ejerce sobre un buzo a 30 m debajo de la superficie libre del mar. Suponga una presión barométrica de 101 kPa, y una gravedad específica de 1.03 para el agua de mar

Examine el sistema de la figura P1-86. Si un cambio de 0.7 kPa en la presión del aire causa que baje 5 mm la interfase entre salmuera y mercurio, en la columna derecha, mientras que la presión en el tubo de salmuera permanece constante, determine la relación A2/A1.

La parte superior de un recipiente de agua está dividida en dos compartimientos, como muestra la figura P1-85. En un compartimiento se vierte líquido de densidad desconocida, y el nivel del agua sube cierta cantidad en el otro compartimiento, para compensar este efecto. De acuerdo con las alturas finales de líquido que muestra la figura, calcule la densidad del líquido agregado. Suponga que el líquido no se mezcla con agua

La presión manométrica en el recipiente de aire de la figura P1-83 es 80 kPa. Calcule la altura diferencial h de la columna de mercurio.

Calcule la presión absoluta P1, del manómetro de la figura P1-80, en kPa. La presión atmosférica local es 758 mm Hg.

Agua dulce y de mar fluyen en tuberías horizontales paralelas conectadas entre sí mediante un manómetro de tubo en doble U, como se muestra en la figura P1-78. Determine la diferencia de presión entre las dos tuberías, considerando la densidad del agua de mar a ese punto de ρ = 1 035 kg/m3. ¿Se puede ignorar la columna de aire en el análisis?

Considere un tubo en U cuyas ramas están abiertas a la atmósfera. Ahora se agrega agua dentro del tubo desde un extremo y aceite ligero (ρ = 790 kg/m3) desde el otro. Una de estas ramas contiene 70 cm de agua, mientras que la otra contiene ambos fluidos con una relación de altura aceite-agua de 4. Determine la altura de cada fluido en esta rama.

La presión arterial máxima en la parte superior del brazo de una persona saludable es de alrededor de 120 mm Hg. Si un tubo vertical abierto a la atmósfera se conecta a la vena del brazo, determine cuánto ascenderá la sangre en el tubo. Considere la densidad de la sangre como 1 050 kg/m3.

El piloto de un avión lee una altitud de 9 000 m y una presión absoluta de 25 kPa cuando vuela sobre una ciudad. Calcule en kPa y en mm Hg la presión atmosférica local en esa ciudad. Tome las densidades del aire y el mercurio como 1.15 kg/m3 y 13 600 kg/m3, respectivamente.

Un dispositivo cilindro-émbolo vertical contiene un gas a una presión absoluta de 180 kPa. La presión atmosférica exterior es 100 kPa, y el área del émbolo es de 25 cm2. Determine la masa del émbolo.

La fuerza generada por un resorte está dada por F = kx donde k es la constante del resorte y x su deformación. El resorte de la figura P1-95 tiene una constante de 8 kN/cm. Las presiones son P1 = 5.000 kPa, P2 = 10.000 kPa y P3 1 000 kPa. Si los diámetros del émbolo son D1 8 cm y D2 3 cm, ¿cuál será la deformación del resorte?

Un recipiente con varios líquidos se conecta con un tubo en U, como se ve en la figura P1-87. Para las gravedades específicas y alturas de columna indicadas, calcule la presión manométrica en A. También determine la altura de una columna de mercurio que causara la misma presión en

Según el manómetro de tubo inclinado de la figura, la presión en el tubo A es de 0,8 psi. El fluido en ambos tubos A y B es agua, y el fluido en el manómetro tiene un GE = 2,6. ¿Cuál es la presión en el punto B correspondiente a la lectura diferencial que se muestra?

Un depósito cerrado contiene aire comprimido y aceite (GE aceite = 0,90). Al depósito se conecta un manómetro de tubo en U con mercurio (GE Hg = 13,6). Para las alturas de columna h1 = 36 pulgadas, h2 = 6 pulgadas y h3 = 9 pulgadas, determine la altura de presión en el manómetro de Bourdon en psig (presión manómetrica).

El aire fluye por un ducto sometido a una succión de 4.0 cm H2O. El barómetro indica que la presión atmosférica es de 730 mm Hg. ¿Cuál es la presión absoluta del gas en pulgadas de mercurio?

Un tubo de agua está conectado a un manómetro con doble U, como se muestra en la figura P1119E, en una ubicación en la que la presión atmosférica local es de 14.2 psia. Determine la presión absoluta en el centro del tubo.

Un tubo en U tiene sus ramas abiertas a la atmósfera. Entonces, se vierten volúmenes iguales de agua y aceite ligero (r 49.3 lbm/pie2) en las ramas. Una persona sopla por el lado del aceite del tubo en U, hasta que la superficie de contacto entre los dos líquidos se mueve hasta el fondo del tubo en U, por lo que los niveles de líquido en las dos ramas son iguales. Si la altura de líquido en cada rama es 30 pulgadas, calcule la presión manométrica que ejerce la persona al soplar.

Al medir pequeñas diferencias de temperatura con un manómetro, una de sus ramas está inclinada, para mejorar la exactitud de la medición. (La diferencia de presión sigue siendo proporcional a la distancia vertical y no a la longitud del tubo ocupada por el líquido.) La presión del aire en un ducto circular se mide usando un manómetro, cuya rama abierta está inclinada formando 45° con la horizontal, como muestra la figura P1-116. La densidad del líquido en el manómetro es 0.81 kg/L, y la densidad vertical entre los niveles del fluido en las dos ramas del manómetro es 12 cm. Calcule la presión manométrica del aire en el ducto, y la longitud de la columna de líquido en la rama inclinada, por arriba del nivel del líquido en la rama vertical.

Un tubo de vidrio está conectado a un tubo de agua, como se muestra en la figura P1-115. Si la presión de agua en la parte inferior del tubo de vidrio es de 120 kPa, y la presión atmosférica es de 99 kPa, determine cuánto subirá el agua en el tubo de vidrio, en m. Tome la densidad del agua como 1.000 kg/m3.

Un dispositivo cilindro-émbolo vertical contiene un gas a una presión absoluta de 180 kPa. La presión atmosférica exterior es 100 kPa, y el área del émbolo es de 25 cm2. Determine la masa del émbolo.

La mitad inferior de un contenedor cilíndrico de 10 m de altura está llena de agua (ρ = 1 000 kg/m3), y la mitad superior está llena de aceite, que tiene una densidad relativa de 0.85. Determine la diferencia de presión entre la parte superior y la inferior del cilindro.

Con frecuencia, los globos se llenan con gas helio, porque sólo pesa la séptima parte de lo que pesa el aire bajo condiciones idénticas. La fuerza de flotación, que se puede expresar como Fb = ρaire x g x Vglobo, impulsará de subida al globo. Si el globo tiene 12 m de diámetro y lleva dos personas de 85 kg cada una, determine su aceleración al soltarlo. Suponga que la densidad del aire es 1.16 kg/m3 y desprecie el peso de sogas y la canastilla.

Un sistema de acondicionamiento de aire requiere un tramo de ducto de 20 m de longitud y de 15 cm de diámetro, que debe colocarse bajo el agua. Determine la fuerza dirigida hacia arriba que el agua ejercerá sobre el ducto. Suponga que las densidades del aire y del agua son 1.3 kg/m3 y 1 000 kg/m3, respectivamente.