Olla a presión. llena de liquido.

[joncris]

Buen día (tarde) a todos,

Recuro a ustedes en busca de una dirección para solucionar una pregunta que me invade, debo aclarar que no soy muy diestro en física, pero entiendo que mi pregunta evalúa presión y temperatura, he revisado principio de pascal pero no veo claro como atacar el problema, por ello recuro a sus sugerencias.

Imaginen un recipiente cilíndrico metálico completamente cerrado, lleno al 100% de un líquido, a una temperatura T_o = 0°C, y por tanto a una presión P_o = 1, se coloca el recipiente a calentar hasta los 100°C, Cual sería la presión dentro del recipiente a esa temperatura.

Sé que la presión es fuerza sobre área P=F/A y que el líquido tiene un índice de dilatación volumétrica que depende de la variación de la temperatura, también tiene una densidad que es masa sobre volumen r=M/V. Al revisar la presión hidrostática, se hace referencia a la presión como la densidad por la gravedad por la altura a la que medimos la presión P=r*g*h. Sin embargo, al combinar todo esto resulta que P = (M*g*h)/V_f, V_f es el volumen que debería tener el líquido dado el cambio de temperatura, pero no sé qué hacer con g y h… me confunde…

Buscando en internet no veo nada que relacione presión, volumen y temperatura para atender el problema.

Agradezco si alguno me indica que tema debo estudiar para ello o una guía de cómo se podría hacer.

Gracias por su tiempo…

[Richard R Richard]

Con el coeficiente de dilatación volumétrico puedes calcular el volumen teórico que ocuparía esa misma fluido a a 100°c
Luego utiliza el módulo de young y el estiramiento porcentual (calculado en función del volumen suponiendo que comprime lo mismo en todas direcciones)para calcular la fuerza que está haciendo el fluido divide la por el área del cilindro y tienes la presión.

[JCB]

Hola a tod@s.

Supongo que lo correcto, sería hacer un ensayo de laboratorio para cada líquido concreto considerado. Aunque no tengo la certeza absoluta, y esperando que lo que voy a exponer no sea una aberración, allá va:

Inicialmente, el líquido ocupa un volumen $V$. Si la dilatación térmica fuese a la presión atmosférica, el aumento de volumen sería (https://es.wikipedia.org/wiki/Dilata...n_t%C3%A9rmica) $\Delta V=\alpha_V\Delta TV$ (1), donde $\alpha_V$ es el coeficiente de dilatación volumétrica (según parece, depende de la temperatura).

Por otra parte, el módulo de compresibilidad de un material (https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B...ompresibilidad), indica el aumento de presión necesario para provocar una disminución unitaria de un volumen dado. Puede considerarse constante para los líquidos (y también para los sólidos).

$K=-V\dfrac{\Delta p}{\Delta V}$,

$\Delta p=-K\dfrac{\Delta V}{V}$. Substituyendo (1),

$\Delta p=-K\alpha_V\Delta T$.

Saludos cordiales,
JCB.