Practica Dirigida 02 (fluidos) PDF

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Fluidos en Reposo ¿Cuál es la diferencia entre presión manométrica y presión absoluta? La presión manométrica es aquella presión que ejerce un cuerpo sin tener en cuenta la presión que ejerce la atmósfera sobre este mientras que la presión absoluta es la suma de la presión manométrica y la presión a...

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INGENIERIA INDUSTRIAL

Fluidos en Reposo 1. ¿Cuál es la diferencia entre presión

compararía usted las magnitudes de las

manométrica y presión absoluta?

presiones sobre las caras superior, inferior

La presión manométrica es aquella presión que ejerce un cuerpo sin tener en cuenta la presión que ejerce la atmósfera sobre este mientras que la presión absoluta es la suma de la presión manométrica y la presión atmosférica.

y laterales del cubo?

2. En una revista se dijo que unos médicos midieron la presión sanguínea de 100 adultos, usando dos posiciones del brazo distintas: paralelas al cuerpo (a lo largo del tronco) y perpendicular al cuerpo (hacia adelante). Las indicaciones en la posición paralela fueron hasta 10% mayores que en la

posición

perpendicular,

independientemente si el paciente estaba

Las magnitudes de las presiones serian iguales en todas las caras ya que las caras tienen la misma área. 5. Enuncie la ley de Pascal, y proporcione un ejemplo de ella en el mundo real. La ley de Pascal se resume en «la presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.» EJEMPLO. Al inflar un globo, nos damos cuenta que se infla uniformemente: la presión que ejerce con el aire impulsado se transmite por todo el aire del mismo modo (aire=fluido gaseoso). Una jeringa, una prensa hidráulica, sistema sanguíneo, etc.

parado, sentado o acostado. Explique la 6. La presión máxima de inflado para un

posible causa de esta diferencia. Esto se debe a que los vasos sanguíneos son más restringidos, de tal manera que realizará más esfuerzo y trabajo cuando esta paralelo al cuerpo.

neumático suele estar escrita en el mismo. En un neumático, la indicación es que la presión máxima es 35 psi (manométrica). Exprese esa presión máxima en kPa.

3. Una persona dice que la presión absoluta en un líquido de densidad constante aumenta al doble cuando la profundidad aumenta al doble. ¿Está usted de acuerdo? Explique por qué.

7. En un tanque de almacenamiento de aire comprimido, la presión es 1 500 kPa. Exprese

esa

presión

utilizando

una

combinación de las unidades

No, la presión absoluta no se duplica, la que se duplica es la presión manométrica. 4. Se cuelga un cubo diminuto de acero en agua, con un hilo. Si la longitud de los lados del cubo es muy pequeña ¿cómo Mg. Carlos Raymundo Garcia

35 psi = 241.317 Kpa

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a)

kN y m; b) kg, m y s; c) kg, km y s?

8. La presión absoluta en un tanque de aire comprimido es 200 kPa. ¿Cuál es esa presión en psia?

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9. Un

manómetro

determina

que

una

diferencia de presión es 40 pulgadas de

13. La presión manométrica en un líquido, a 3

agua. ¿Cuánto vale esa diferencia de

m de profundidad, es 28 kPa. Determine la

presión en libras fuerza por pulgada

presión manométrica en el mismo líquido

cuadrada, psi?

a la profundidad de 9 m.

10. La presión de helio en el interior de un globo de juguete es 1 000 mm Hg. ¿Cuál

14. La presión absoluta en agua a 5 m de profundidad

es esa presión en kPa? 11. El agua en un tanque está a presión, mediante aire comprimido, cuya presión se mide con un manómetro de varios líquidos, como se ve en la figura 01. Calcule la presión manométrica del aire en el tanque si h1 = 0.2 m, h2 = 0.3 m y h3 =

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. 15. Demuestre que 1 kgf/cm2 = 14.223 psi.

0.46 m. Suponga que las densidades de agua, aceite y mercurio son 1 000 kg/m3, 850

3

kg/m

y

13

600

3

kg/m ,

16. Los diámetros del émbolo que muestra la figura 02 son D1 = 3 pulg y D 2 = 2 pulg. Determine la presión, en psia, en la

respectivamente.

cámara, cuando las demás presiones son P1 = 150 psia y P2 = 200 psia.

Figura 01

Figura 02 12. 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. Mg. Carlos Raymundo Garcia

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17. En la figura 02, los diámetros del émbolo son D 1 = 10 cm y D 2 = 4 cm. Si P1 = 1 000

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kPa y P3 = 500 kPa ¿cuál es la presión en la cámara 2, en kPa? 18. En la figura 02, los diámetros del émbolo son D1 = 10 cm y D2 = 4 cm. Cuando la presión en la cámara 2 es 2 000 kPa y en la cámara 3 es 700 kPa ¿cuál es la presión en la cámara 1, en kPa? 19. Una mujer pesa 70 kg, y el área total de las plantas de sus pies es 400 cm2. Desea

Figura 03

caminar sobre la nieve, pero la nieve no puede resistir presiones mayores que 0.5 kPa. Determine el tamaño mínimo de los zapatos para nieve que necesita (superficie de huella por zapato) para que pueda

indica 500 kPa en un lugar donde la presión atmosférica es 94 kPa. Determine la presión absoluta en el tanque. 23. El barómetro de un escalador indica 930

caminar sobre la nieve sin hundirse. 20. Un vacuómetro conectado a un tanque indica 15 kPa en un lugar donde la presión barométrica es 750 mm Hg. Determine la presión absoluta en el tanque. Suponga

mbar cuando comienza a subir la montaña, y 780 mbar cuando termina. Sin tener en cuenta el efecto de la altitud sobre la aceleración gravitacional local, determine la distancia vertical que escaló. Suponga

3 que ρ Hg=13 590 kg/m .

que la densidad promedio del aire es 1.20

21. Un manómetro conectado a un tanque indica 50 psi en un lugar donde la presión barométrica es 29.1 pulg Hg. Determine la presión absoluta en el tanque. Suponga que ρ Hg=848.4

22. Un manómetro conectado a un tanque

lbm pie3

kg/m3. 24. 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 730 y 755 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. 25. Determine la presión ejercida sobre un buzo a 30 m por debajo de la superficie libre del mar. Suponga una presión

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barométrica de 101 kPa y una densidad relativa de 1.03 para el agua del mar.

26. Un gas está contenido en un dispositivo vertical de cilindro y émbolo entre los que no hay fricción. El émbolo tiene una masa de 4 kg y un área de sección transversal de 35 cm2. Un resorte comprimido sobre el émbolo ejerce una fuerza de 60 N. Si la

Figura 05

presión atmosférica es de 95 kPa, calcule

29. La parte superior de un tanque de agua

la presión dentro del cilindro. Respuesta:

está dividida en dos compartimientos,

123.4 kPa

como muestra la figura 06. En un compartimiento

se

vierte

líquido

de

densidad desconocida, y el nivel del agua sube

cierta

cantidad

compartimiento,

para

en

el

compensar

otro 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.

Figura 04 27. Un manómetro que contiene aceite ( ρ aceite =850 kg /m

3

) se conecta a un

recipiente lleno de aire. Si la diferencia del nivel de aceite entre ambas columnas es de 60 cm y la presión atmosférica es de 98 kPa, determine la presión absoluta del aire en el recipiente. 28. Calcule la presión absoluta P 1, del manómetro de la figura 05, en kPa. La presión atmosférica local es 758 mm Hg.

Figura 06 30. Examine el sistema de la figura 07. 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

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de

salmuera

permanece

constante,

determine la relación A2/A1.

Figura 07 31. Un recipiente con varios líquidos se conecta con un tubo en U, como se ve en la

figura

08.

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 A

Figura 08

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