Consulta recipientes, vacíos y succiones

[johncarlevaro]

Cuando se coloca un recipiente hermético con líquido dentro de él, de manera invertida sobre el agua, sucede que el agua en el interior no fluye hacia el medio externo. La manera en la que yo lo entiendo es que hasta que el nivel externo no descienda lo suficiente como para permitir la entrada de aire dentro del recipiente, el líquido en su interior no podrá salir ya que debería efectuar trabajo sobre las paredes del recipiente para poder disminuir su volumen conforme se vacía. A esta conclusión llego ya que si comenzamos a cambiar el material del recipiente hermético hasta uno tan deformable como se quiera, de hecho el agua fluirá hacia afuera.
Entonces es bastante entendible y de hecho experimentable con una botella, pero al aplicar bernoulli, cual sería la forma más apropiada de hacerlo para evidenciar el fenómeno? para explicar por qué el estado de equilibrio es el de las cosas así: con el recipiente hermético lleno sin su contenido fluyendo al exterior.

[JCB]

Hola a tod@s.



Caso 1) (similar a la figura 1a). Supongamos una botella parcialmente llena de líquido, en posición invertida y con el cuello y la boca sumergidos en líquido una profundidad $h_2$. El líquido exterior es el mismo que el interior y éste no sale por la boca. El balance de fuerzas en equilibrio hidrostático es el siguiente:

$p_iS_1+\rho Vg=p_eS_2$. Como $p_e=p_{atm}+\rho gh_2$,

$p_iS_1+\rho (S_1h_1+S_2h_2)g=(p_{atm}+\rho gh_2)S_2$,

$p_i=p_{atm}\dfrac{S_2}{S_1}-\rho gh_1$.

Caso 2) (similar a la figura 1b). Supongamos la misma botella parcialmente llena de líquido, en posición invertida, pero sin estar sumergida, estando la boca comunicada a la atmósfera. El balance de fuerzas es:

$p_iS_1+\rho Vg=p_eS_2$. En este caso $p_e=p_{atm}$,

$p_iS_1+\rho (S_1h_1+S_2h_2)g=p_{atm}S_2$,

$p_i=p_{atm}\dfrac{S_2}{S_1}-\rho gh_1-\rho g\dfrac{S_2}{S_1}h_2$.

Llegamos a la conclusión nada sorprendente de que la presión de vacío (inferior a la presión atmosférica) que se debe crear en el fondo de la botella para mantener el equilibrio hidrostático, debe ser menor en el segundo caso.

Seguramente no es una respuesta del todo satisfactoria, por lo que quedo a la espera de las opiniones de otros participantes.

Saludos cordiales,
JCB.

[Richard R Richard]

[JCB]

Restauro el croquis de mi mensaje # 2.