buceando

[alefriz]

Hola,

Tengo un problema que tengo que entregar y no se muy bien como plantearlo.. a ver si se os ocurre algo:

Considerar un equipo de buceo autónomo (SCUBA) consistente en una botella de aire comprimido de 15 litros inicialmente cargada hasta 20 MPa. El buceador aspira 0,5 litros/s de aire en condiciones ambiente (es decir, a la presión exterior del cuerpo). Se pide:

a) Autonomias de buceo a 10m y 30 m de profundidad.

b) Flujo de calor a través de la pared de la botella de acero de 5 mm de espesor frente a un salto térmico de 1º C, y estimar el tiempo que se tardaría con ese flujo en calentar 1º C el aire inicialmente encerrado.

c) (AQUI ES DONDE TENGO PROBLEMAS) Calcular el aumento relativo de diámetro de las burbujas que expulsa el buceador, supuesto que son esféricas y no intercambian masa con el agua, cuando llegan a la superficie del mar, sabiendo que el ascenso es relativamente lento (estimar tiempos con viscosidad y sin viscosidad del agua). Comentar resultado.

Bueno, es en éste último apartado donde me lio y me vuelvo a liar.... alguna sugerencia??

Gracias.[/i]

[alefriz]

Re: buceando

Hola,

Tengo un problema que tengo que entregar y no se muy bien como plantearlo.. a ver si se os ocurre algo:

Considerar un equipo de buceo autónomo (SCUBA) consistente en una botella de aire comprimido de 15 litros inicialmente cargada hasta 20 MPa. El buceador aspira 0,5 litros/s de aire en condiciones ambiente (es decir, a la presión exterior del cuerpo). Se pide:

a) Autonomias de buceo a 10m y 30 m de profundidad.

b) Flujo de calor a través de la pared de la botella de acero de 5 mm de espesor frente a un salto térmico de 1º C, y estimar el tiempo que se tardaría con ese flujo en calentar 1º C el aire inicialmente encerrado.

c) (AQUI ES DONDE TENGO PROBLEMAS) Calcular el aumento relativo de diámetro de las burbujas que expulsa el buceador, supuesto que son esféricas y no intercambian masa con el agua, cuando llegan a la superficie del mar, sabiendo que el ascenso es relativamente lento (estimar tiempos con viscosidad y sin viscosidad del agua). Comentar resultado.

Bueno, es en éste último apartado donde me lio y me vuelvo a liar.... alguna sugerencia??

Gracias.

Alguna ayuda por favooooor

[aLFRe]

Re: buceando

Lo siento quillo...

Vimos algo del movimiento de burbujas,
el año pasado, pero yo no sé lo suficiente como para poder ayudarte...

Espero que alguien te responda, pero un consejo...
si vas pillado de tiempo, intenta hablar con tu profesor...
llévale lo que tengas hecho y donde te has quedado...
y que te ayude.

Un saludo y suerte.

[M_Odes]

Re: buceando

Lo siento quillo...

Vimos algo del movimiento de burbujas,
el año pasado, pero yo no sé lo suficiente como para poder ayudarte...

Espero que alguien te responda, pero un consejo...
si vas pillado de tiempo, intenta hablar con tu profesor...
llévale lo que tengas hecho y donde te has quedado...
y que te ayude.

Un saludo y suerte.

Ese es un gran Consejo Señor Gandalf :lol:

(si le parece ofensivo hagamelo saber)

Gracias

[aLFRe]

Re: buceando

Ese es un gran Consejo Señor Gandalf :lol:
(si le parece ofensivo hagamelo saber)

No hombre que va a ser ofensivo...
Gracias por lo de señor... pero nací pobre
y carezco de señorio y beneficio alguno,
salvo la inquietud de preguntarme siempre el por qué de las cosas.
Son muchos años de noches sin dormir,
para llegar al día de la entrega del problema de turno
que por cierto nunca supe de ninguno que se resolviese por si solo...
a diferencia de lo que pasa en las películas de Walt Disney
A veces un paseito con el folio por un pasillo de la Facultad
con destino al despacho del Sr. Catedrático
y la carita del pollito calimero te arregla el asunto

Gracias

De ná... un saludo.

[alefriz]

Re: buceando

Lo siento quillo...

Vimos algo del movimiento de burbujas,
el año pasado, pero yo no sé lo suficiente como para poder ayudarte...

Espero que alguien te responda, pero un consejo...
si vas pillado de tiempo, intenta hablar con tu profesor...
llévale lo que tengas hecho y donde te has quedado...
y que te ayude.

Un saludo y suerte.

Pues seguí tu consejo, pero poca información de utilidad recibí ya que el "excelentísimo" Sr. Catedrático, desde su púlpito de sabiduría, y creyendo que único rugido del saber es él y sólo él, me toreó cual torero torea a su toro... en definitiva, que me aclaró más bien nada.

Asi que, yo a lo mio... y para resolver el último apartado (c) supuse lo siguiente (que no se si es una buena suposición o no, a ver que opinais):

"(c) Calcular el incremento relativo de diámetro de las burbujas que expulsa el buceador, supuesto que son esféricas y no intercambian masa con el agua) cuando llegan a la superficie del mar, sabiendo que el ascenso es relativamente lento."

Como me dicen que es un ascenso relativamente lento y la burbuja no intercambia masa con el agua, supuse que es un proceso isotermo:

$p \cdot V = cte$
La presión atmosférica es: $p_0 = 10 m.c.a$
La presión a 30 m de profundidad es: $p_{30} = p_0 + 30 = 40 m.c.a = 4 \cdot p_0$

Como todo esto es un proceso isotermo (digo yo), y la presión se divide por cuatro (desde 30 m), el volumen se multiplicará por 4, entonces:

$V_0 = 4 \cdot V_{30} \rightarrow \frac{\pi}{6}{D_0}^3 = 4 \cdot \frac{\pi}{6}{D_{30}}^3$, es decir:

$\frac{D_0}{D_{30}} = 4^{\frac{1}{3}} = 1,59$

Vamos, que al final me sale que la burbuja cuando llega arriba aumenta un 59% su diámetro respecto a cuando estaba a 30 m de profundidad.