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Problema Fluidos

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    Buenas! Como va todo? Espero que muy bien. Por la tarde estuve leyendo acerca de teorema fundamental de la hidrostatica, principio de pascal etc. Luego de leer trate de enfrentarme al siguiente problema, lo que no estaria entendiendo es: ¿Porque sube el fluido?, y ¿Para que me dan el dato de la presion de vapor de agua al final? Les adjunto el problema en cuestion:

    PROBLEMA 1:UN REGADOR NOCTURNO PARA LAS VACACIONES.

    Cuando se sale de vacaciones y no queda ninguna persona en la casa, uno de los problemas que se plantea es mantener regadas las plantas con cierta cantidad de agua diaria. Existen muchos recursos para evitar que se sequen las plantas en sus macetas por falta de riego. Uno de ellos utiliza un aparatito (regador nocturno) (ver figura), que aprovecha la variación de temperatura entre la noche y el día. El agua que ingresa desde el botellón a la ampolla, se difunde a través del algodón húmedo hacia la tierra de la maceta.

    El regador se instala durante el día de tal manera que la presión en la ampolla sea la presión atmosférica. En el extremo superior del algodón húmedo se forma un menisco de agua que, por tensión superficial, evita el ingreso de aire a la ampolla.Suponga que el volumen de la ampolla es lo suficientemente grande como para poder despreciar las variaciones de volumen de la masa gaseosa debido a las variaciones de la cantidad de agua dentro de la ampolla, o por el ascenso o descenso de la columna de agua en el tubo delgado. Además, para simplificar los cálculos, suponga que durante el día la temperatura se mantiene constante e igual a 25 ºC, durante seis horas de la noche baja a 10 ºC y que la presión atmosférica permanece constante. Bajo estas condiciones calcule:

    a) La diferencia de altura h máxima para que el regador efectivamente riegue la planta durante seis horas nocturnas. Suponga que el gotero en el extremo del tubo delgado, que está en el interior de la ampolla, se ha preparado para suministrar, en promedio, una gota de 2mm de diámetro cada 2s.

    b) Calcule la cantidad mínima de agua que deberá contener el botellón si queremos asegurar un riego diario durante treinta días.

    Datos: Presión de vapor de agua saturado a 10 ºC es igual a 9,16 mmHg; idem, a 25 ºC es igual a 23,55 mmHg. La presión atmosférica es equivalente a 760 mmHg ó a 10,33 m de una columna de agua.
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  • #2
    Hola a tod@s.

    Dice el enunciado: “El regador se instala durante el día de tal manera que la presión en la ampolla sea la presión atmosférica. En el extremo superior del algodón húmedo se forma un menisco de agua que, por tensión superficial, evita el ingreso de aire a la ampolla.”

    Diría que aquí está la clave del ejercicio. Cuando la temperatura disminuye de a , en la ampolla disminuye la presión de (la presión atmosférica) a , ya que puede considerarse que el volumen de la masa gaseosa permanece constante, tal y como indica el propio enunciado. Entonces se produce la succión del agua por el tubo delgado conectado al botellón.

    1) Caudal de agua que debe subir por el tubo delgado.
    .

    Como no es conocido el diámetro interior del tubo delgado, no podemos calcular la velocidad del agua. En todo caso y dado el poco caudal, creo que es razonable despreciar el término de la presión dinámica.

    2) Diferencia de altura máxima.
    Considero dos puntos. El primero A, situado en la horizontal de la superficie libre del líquido contenido en el botellón, y su presión es la atmosférica. El segundo B, situado en el punto más alto del tubo delgado, y su presión es la misma que la anteriormente calculada . Despreciando las pérdidas de carga y el término de la presión dinámica, aplico Bernoulli,

    ,

    .

    3) Cantidad mínima de agua que deberá contener el botellón.
    Si debe suministrar agua durante 30 días, a razón de 6 horas por día, el volumen de agua en el botellón debe ser

    .

    Saludos cordiales,
    JCB.
    Última edición por JCB; 05/04/2021, 20:59:49.
    “Lo consiguieron porque no sabían que era imposible”, autor: Jean Cocteau.

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