ECUACION DE BERNOULLI.
1.
Una hendidura en un tanque de agua tiene
un área de sección transversal de 1cm2. ¿Con qué rapidez sale el
agua del tanque si el nivel del agua en este es de 4cm sobre la abertura?
2.
Un día con viento las olas de un lago o
del mar son más altas que su altura promedio. ¿Cómo atribuye el principio de
Bernoulli a la mayor altura?
3.
Calcule la velocidad con la que fluye el
agua en un tubo con diámetro de 20m y una parte estrecha de 5m, tiendo en
cuenta las presiones son de 70000 Pascales y de 58000 Pascales,
respectivamente.
4.
¿Qué pasa con la presión interna en un
fluido que circula dentro de un tubo cuando su rapidez aumenta?
5.
En un tubo horizontal de sección
transversal variable está pasando una corriente constante de agua. En cierto
lugar en que la presión es 96000 Pa y la velocidad es de 1.5m/s, en otro sitio
la velocidad es de 12m/s. ¿Cuánto vale la presión en este otro sitio?
6.
El diámetro interior de una tubería
estándar de hierro mide 8cm, el agua fluye a una presión de 24 000 pascales y
velocidad de 10 m/s. Esta tubería se conecta a una cuyo diámetro interior es de
3cm y la presión sube a 5000 pascales. ¿Cuál es la velocidad del fluido?
7.
Un chorro de agua de diámetro 0.1m fluye
de un tanque muy grande. Calcula Q si se sabe que el chorro sale desde una 2 m,
medido desde la superficie del líquido hacia abajo.
8.
¿Qué pasa con la presión interna de un
fluido que circula dentro de un tubo cuando su rapidez aumenta?
FLUJO
LAMINAR Y FLUJO TURBULENTO.
1.
Da dos ejemplos donde se presenta flujo
turbulento.
2.
¿Cuándo se dice que un flujo es laminar?
3.
¿Cuándo se dice que un flujo es
turbulento?
4.
¿Qué es un fluido laminar?
5.
¿Por qué un flujo puede sr laminar o
turbulento?
GASTO HIDRÁULICO.
1.
El agua fluye a través de una manguera de
hule de 2cm de diámetro a una velocidad de 4m/s. ¿Cuál es el volumen de agua
desplazada por unidad de tiempo?
2.
¿Cuál es el gasto de agua en una tubería
que tiene un diámetro de 3.81 cm, cuando la velocidad del líquido es de
1.8m/seg?
3.
Se hace un orificio pequeño de 0.10cm de
diámetro en un gran depósito de agua a una profundidad de 150 cm por debajo de
la superficie de agua. ¿Cuál es el gasto del agua que sale al principio por el
orificio?
4.
Determina el diámetro que debe tener una
tubería para que el gasto sea de 0.3m3/s a una velocidad de 8m/s.
5.
Una tubería horizontal de agua tiene un
tubo de 1.0 in de diámetro que se reduce a un diámetro de ½ in. Si el agua
fluye por el tubo de diámetro grande con una rapidez de 6.0ft/s.
a)
¿Cuál será la rapidez de flujo de agua en
el tubo de ½ in?
6.
¿Qué es gasto hidráulico?
7.
Calcular el gasto hidráulico por una
tubería, al circular 4m3 en 0.5 minutos.
8.
El agua fluye a través de una manguera de
hule de 2cm de diámetro a una velocidad de 4m/s.
a) ¿Cuál
es el gasto en m3/s?
9.
Una bomba impulsa agua con un gasto de 10 litros
por minuto, a través de una tubería cuyo diámetro interior es de 12cm con una
presión de 10kg/cm2. Si la presión baja a 2kg/cm2. ¿Cuál
es la velocidad de salida?
CAPILARIDAD
1.
Si un líquido se encuentra en un tubo
capilar, se observa que su nivel dentro del tubo está __________________ que el
nivel del líquido fuera de éste.
2.
¿A qué se llama capilar?
3.
La
savia, que en verano consiste sobre todo en agua, sube en los árboles por un
sistema de capilares de radio r = 2.5 x 10 -2 mm y cuyo
ángulo de contacto es de 0°. ¿Cuál es la máxima altura que puede subir la savia
en un árbol a 20° C?
4.
Define el concepto de capilaridad.
5.
¿Qué determina lo alto que sube el agua en un
tubo capilar?
6.
Un tubo capilar que tiene un diámetro
interior de 0.5 mm
se introduce verticalmente en un depósito que contiene agua. ¿A qué altura se
elevará el agua en el tubo sobre la superficie del agua en el depósito si se
sabe que la tensión superficial del agua es de 73 dyn/cm y que el ángulo de
contacto es de 0°?
7.
Si
sumerges en agua el extremo de dos tubos de vidrio perfectamente limpios, uno
con un diámetro de 1 cm
y el otro con un diámetro de 2
cm, ¿en cuál crees que suba más el agua al sumergir los
tubos?
8.
¿Cuál es la fórmula de la capilaridad?
9.
Escribe un ejemplo de la vida cotidiana en el
que se presente la capilaridad.
10.
El
agua asciende a 5 cm
en un capilar, ¿cuál es el radio del capilar?
11.
Describa la diferencia entre fuerzas de
cohesión y fuerzas de adhesión.
12.
¿A qué altura debe elevarse el agua en un
tubo capilar de vidrio de 0.044
cm de diámetro, si no tomamos en cuenta el ángulo de
contacto por ser demasiado pequeño?
13.
Si un tubo capilar es introducido en un
recipiente con mercurio, ¿cómo se observa el líquido?
14.
Cierto líquido asciende en un
tubo capilar de 0.1 mm
hasta una altura de 1 cm.
Si en otro tubo sube a una altura de 1.5 x 10-2 m, ¿cuál es el
diámetro de este segundo tubo?
PRESIÓN OSMÓTICA
1.
¿Cómo se le llama al proceso mediante el
cual se difunde agua hacia el interior y exterior de las células?
2.
¿Qué papel tiene la membrana celular en la
presión osmótica?
3.
Se
mezclan 5 g de cloruro de Hidrógeno (HCl) con 35 g de agua, formándose una
disolución cuya densidad a 20° C es de 1, 060 g/cm3. Calcúlese la
concentración en gramos por litro.
4.
La
relación entre la presión osmótica y la concentración es:
5.
¿Qué es ósmosis? (Explica el fenómeno)
6.
¿En qué consiste la ósmosis inversa?
7.
Calcular la presión osmótica a una
temperatura de 15° de una solución que contiene 5g de azúcar por litro de
solución.
8.
¿Cuál es la concentración de una disolución
que consiste en 2g de sacarosa disueltos en 10 cm3 de agua?
9.
Calcular la presión osmótica a una temperatura
de 20° C de una solución que contiene 5g de azúcar por litro de disolución.
10.
¿Qué es la presión osmótica?
11.
Se coloca una solución concentrada CB
en un tubo y se lo rodea por una solución CA de menor concentración.
Se coloca una membrana semipermeable M bajo en tubo y se verifica que en el
estado de equilibrio la columna de líquido llega hasta una altura h. Entonces:
a) Cuando se llega al equilibrio, la concentración de B todavía
será mayor que la de A.
b) Cuando se llega al equilibrio, la concentración de A habrá
disminuido.
c) Cuando se llega al estado de equilibrio, la concentración de B
es igual a la de A.
d) Si se aumenta la concentración CA y se aumenta la
concentración CB. aumenta la altura h.
e) Si se disminuyen las concentraciones CA y CB,
la presión osmótica no cambia.
TENSIÓN SUPERFICIAL
1.
Antes del nacimiento, las vías respiratorias
del feto están llenas de líquido proveniente del líquido amniótico (inhalado
por el feto dentro del seno materno). Al momento del nacimiento, las vías
respiratorias, inundadas por líquido, tienen que llenarse de aire y los
alvéolos deben expandirse y funcionar.
2.
Un agente tensoactivo está presente en los
pulmones del feto a partir de la semana 28 a la 32 de su gestación, que es suficiente
para evitar el colapso alveolar durante la respiración. En los bebés
prematuros, la tensión superficial del líquido contenido en los alvéolos es de 7 a 14 veces mayor que en un
líquido en un proceso normal. Como consecuencia los alvéolos sufren colapso,
debido a las deficiencias en las cantidades de:
3.
¿Cuándo y por qué se “rompe” la tensión
superficial? Enuncia dos ejemplos.
4.
¿Por qué la sopa fría es grasosa?
5.
¿Por qué se contrae la superficie de una
gota de agua?
6.
¿Qué es lo que ocasiona la forma esférica
de una gota de líquido?
7.
Menciona una manera de percatarse de la
tensión superficial a través de un pequeño experimento.
8.
¿Qué es la tensión superficial y de qué es
responsable?
9.
¿Qué son las sustancias tensoactivas?
10.
El
triclorometano asciende a una altura de 2.48 cm en un capilar de 0.15 mm de radio. ¿Cuál es
la tensión superficial del clorometano suponiendo que el ángulo de contacto es
de 0°?
11.
Se dice que la forma de un líquido es la
del recipiente que lo contiene, pero sin un recipiente y sin gravedad, ¿cuál es
la forma natural de una gota de agua? ¿Por qué las gotas más grandes están más
aplanadas?.
12.
Sobre la superficie de un estanque es común
ver mosquitos “zapateros” que pueden caminar sobre la superficie del agua sin
hundirse. ¿Qué concepto de física explica este hecho?
13.
¿Cuál es la presión dentro de un alvéolo
hinchado hasta un radio de 0.08
mm si la tensión superficial del fluido que lo reviste
es de 0.04 N/m?
14.
Un tubo de 5 mm de diámetro interior se
introduce verticalmente en un depósito de
mercurio. La tensión superficial del mercurio es de 545 dyn/cm y el
ángulo de contacto es de 120° C. Calcula la diferencia entre el nivel del mercurio
en el tubo y en el depósito.
15.
¿Cómo hace la tensión superficial que se
comporte la superficie de un líquido?
16.
¿Qué le ocurre a la tensión
superficial de un líquido cuando se calienta? Tomando en cuenta que el aceite
forma una película fina sobre el agua debido a la tensión superficial, ¿qué le
ocurre al aceite que flota sobre una sopa fría cuando se calienta el líquido?
17.
¿Qué fuerza se requiere para superar la
tensión superficial cuando se saca del agua a 25º C un anillo horizontal de 8 cm de diámetro?
18.
La densidad del Hg es 13. 6
g/cm3 y gama= 480 dina/cm. ¿Cuál sería la depresión capilar de Hg en
un tubo de vidrio de 1 mm
de diámetro interior si se supone que el ángulo de contacto cuadrado es: (a)
180º; (b) 140º?
TUBO DE VENTURI
1.
Un
tubo de Venturi tiene un diámetro de 0.1524 m y una presión de 4.2 x 104
N/m2 en su parte más ancha. En el estrechamiento, el diámetro es de 0.0762 m y la presión es
de 3 x 104 N/m2. ¿Cuál es el valor de la velocidad del
agua que fluye a través de la tubería?
2.
Se practica un orificio circular de 2 cm de diámetro en la pared
lateral de un gran depósito, a una distancia de 10 cm por debajo del nivel
del agua del mismo. Calcúlese:
a)
la
velocidad del líquido
b)
el
volumen que sale por unidad de tiempo
3.
La
diferencia de presión entre la conducción principal y el estrechamiento de un
medidor de Venturi es de 105 Pa. Calcular el diámetro que debe tener
una tubería para que el gasto sea de 0.02 m3/s a una velocidad de
1.5 m/s.
4.
Por una tubería de 8 cm de diámetro circula agua
a una velocidad de 1.5 m/s. Calcular la velocidad que llevará el agua al pasar
por un estrechamiento de la tubería donde el diámetro es de 5cm.
5.
El
agua que fluye a 6 m/s por un tubo de 6cm pasa a otro tubo de 3cm conectado al
primero. ¿Cuál es su velocidad en el tubo pequeño?
6.
Por una tubería de 3.81 cm de diámetro circula
agua a una velocidad de 3m/s. En una parte de la tubería hay un estrechamiento
y el diámetro es de 2.54 cm.
¿Qué velocidad llevará el agua en este punto?
7.
Considérese un medidor de Venturi.
Aplicando la ecuación de Bernoulli en las partes ancha y angosta, y la ecuación
de continuidad, verifique que la velocidad del flujo en la parte ancha está
dada por:
8.
El tubo de alimentación de la red
distribuidora de agua tiene un diámetro de 8 cm y el agua se mueve a una velocidad de 40
cm/s. Si el tubo de la llave de descarga tiene un diámetro de 3 cm y se encuentra a una
altura de 12 metros
de la red distribuidora, determinar:
a)
la
velocidad de descarga del agua.
b)
Si
la presión en el tubo de descarga es de 3 atmósferas, ¿cuánto vale la presión
en el tubo de alimentación?
9.
Un
tubo de Venturi puede utilizarse como un medidor de flujo. Si la diferencia en
la presión P1-P2 = 15 kPa, encuentre la tasa de flujo del
fluido en Ft3/s dado que el radio del tubo de salida es de 2.0 cm, el radio del tubo de
entrada es de 4.0 cm
y el fluido es gasolina (densidad igual a 700 kg/m3)
10.
En
la parte más ancha de un tubo de Venturi hay un diámetro de 10.16 cm y una presión de
30 000 Pa. En el estrechamiento del tubo el diámetro mide 5.08 cm y tiene una presión
de 19 000 Pa. ¿Cuál es la velocidad del agua que fluye en la tubería?
11.
Por
un tubo de Venturi que tiene un diámetro de 25 cm en la sección de
entrada y de 200 mm en la sección más angosta, circula un aceite mineral de
densidad relativa 0.80. La caída de presión entre la sección mayor y la de la
garganta, medida en el aparato, es de 0.90 lbf/ cm2. Hállese el
valor del caudal en m3/s.
12.
El
diámetro en la parte más ancha de un tubo de Venturi mide 24.5 cm y el diámetro de su
parte más angosta mide 11.3
cm. La presión en la parte más ancha es de 57.1 kPa y la
presión en su parte más angosta es de 32.6 kPa. Calcula la velocidad a la que
un flujo de aire recorrería la parte más ancha del tubo.
13.
Una
tubería horizontal de 10.0
cm de diámetro tiene una reducción uniforme hasta
alcanzar a una tubería de 5.0
cm. Si la presión del agua en la parte más ancha es de
8.00 x 104 Pa y la presión en la parte más estrecha es de 6.00 x 104
Pa. ¿Cuál es la rapidez del flujo de agua que circula por la tubería?
14.
Un combustóleo de densidad 820 kg/m3
fluye a través de un medidor de Venturi que tiene un diámetro de garganta de 4 cm y un diámetro de entrada
de 8 cm.
La caída de presión entre la entrada y la garganta es de 16 cm de mercurio.
Encuéntrese el flujo. La densidad del mercurio es de 13 600 kg/m3.
15.
Un medidor de Venturi tiene una tubería de
10 plg de diámetro y el diámetro de la estrangulación es de 5 plg. Si la
presión del agua en la entrada es de 8.0 lb/plg2 y en la
estrangulación es de 6.0 lb/plg2, determinar el ritmo del flujo del
agua en pies3/s (flujo volumétrico).
16.
El flujo sanguíneo de la arteria de un
perro se hace pasar por un tubo de Venturi. La parte más ancha de dicho tubo
tiene un área transversal de A1 = 0.08 cm2 que es igual
al área transversal de la arteria. La parte más estrecha del tubo tiene un área
A2 = 0.04 cm2. La caída de presión en el venturimiento es
25 Pa. ¿Cuál es la velocidad V1 de la sangre en la arteria?
17.
Un tubo de Venturi tiene un diámetro de 0.1524 m y una presión de
4.2 x 104 N/m2 en su parte más ancha. En el
estrechamiento, el diámetro es de 0.0762 m y la presión es de 3 x 104
N/m2. ¿Cuál es el valor de la velocidad del agua que fluye a través
de la tubería?. R = 1.26 m/s.
18.
La diferencia de presión entre la
conducción principal y el estrechamiento de un medidor de Venturi es de 105
Pa. Las áreas de la conducción y el estrechamiento son 0.1m2 y 0.005 m2, respectivamente.
¿Cuántos metros cúbicos por segundo circulan por el conductor? El líquido del
conducto es agua.
19.
El diámetro de la parte más ancha de un
tubo de Venturi mide 24.5 cm
y el diámetro de su parte más angosta mide 11.3 cm. La presión en la
parte más ancha del tubo de Venturi es de 57.1 kPa y la presión en su parte más
angosta es de 32.6 kPa. Calcula la velocidad a la que un flujo de aire
recorrerá la parte más ancha del tubo.
20.
Por un tubo Venturi que tiene un diámetro
de 0,5 m
en la sección de entrada y de 0,01
m en la sección de salida, circula gasolina de densidad
relativa 0,82. Si el gasto volumétrico es de 15 ft3/min, determínese
la caída de presión entre la sección mayor y la de la garganta medida en lbf/
plg2.
21.
Por una tubería de 3.81 cm de diámetro circula
agua a una velocidad de 3 m/s. En una parte de la tubería hay un estrechamiento
y el diámetro es de 2.54 cm.
¿Qué velocidad llevará el agua en este punto?. R = 6.74 m/s.
NÚMERO DE REYNOLDS
1.
Si por un tubo de 2 cm de radio circula lodo de
densidad 0.9 g/ cm3 y 10 cP de coeficiente de viscosidad, a una
velocidad de 3.2 m/s, ¿cuál es el régimen X que circula el lodo?
2.
Por un tubo de 3 mm de diámetro fluye agua a
20° C con una velocidad de 50 cms-1
a)
¿Cuál
es el número de Reynolds?
b)
¿Cuál
es la naturaleza del régimen?
3.
¿Qué
es el número de Reynolds?
4.
Por
una tubería de 1.3 cm
de radio circula petróleo de densidad 0.85 g/cm3 y 11cP de
coeficiente de viscosidad, a una velocidad de 1.02 m/s. Determine el valor del
régimen X que circula el petróleo.
5.
Teniendo
agua a 20° C circulando por un tubo de 1 cm de diámetro, con una velocidad de 1
cm/seg, ¿cuál será el número de Reynolds?
6.
Enuncia
los números para que un flujo sea laminar y turbulento, así como la ecuación
para el número de Reynolds.
7.
Por
un tubo de 10 mm
de diámetro sube agua a 20° C y a una velocidad de 50 cm/s, ¿cuál es el número
de Reynolds?
8.
Determínese
la máxima cantidad de agua que puede pasar por un minuto a través de un tubo de
3 cm de
diámetro sin que sea un flujo turbulento. Considérese que el máximo número de
Reynolds para un flujo no turbulento debe ser 2000.
Para
el agua, η = 1 x 10-3 Pa * s.
9.
Por una tubería de 1.3 cm de radio circula
petróleo de densidad 0.85 g/cm3, 11.4 cP de coeficiente de
viscosidad y 1 m/s de velocidad. Determínese el régimen por el que circula
petróleo.
10.
Para el agua a 20º C circulando por un
tubo de 20 cm
de diámetro con una velocidad de 10 cm/seg, el número de Reynolds es:
11.
Calcular el número de Reynolds para la
sangre que circula a 30 cm/s por una aorta de 1 cm de radio. Suponer que la
sangre tiene una viscosidad de 4 mPa * s y una densidad de 1 060 kg/m3.
12.
Se hace circular aire a 60º C, a razón de
0.4 g/seg a través de un tubo de 2
mm de diámetro. ¿Cuál es el número de Reynolds?
13.
Por un tubo de 10 mm de diámetro sube agua a
20º C a una velocidad de 50 cm/s. ¿Cuál es el número de Reynolds?
14.
Por un tubo de 3 mm de diámetro fluye agua a
20º C con una velocidad de 50
cm s-1.
a) ¿Cuál es el número de Reynolds?
b) ¿Cuál es la naturaleza del
régimen?
ECUACIÓN DE POISEUILLE.
1.
Para una misma diferencia de presión (p1-
p2) cómo es el gasto para una tubería por la que circula agua en un
tubo de radio 2 mm
de radio que por otra de 1 mm
de radio. Toma en cuenta que ambos tubos tienen la misma longitud.
2.
Define y explica la Ley de Poiseuille.
3.
Por
un tubo horizontal de 1.88
cm de radio interno y 1.26 de longitud fluye líquido
(viscosidad = 1.55 x 10-3 N * s/m2). El flujo volumétrico
es de 5.35 x 10-2 L/min. Calcule la diferencia de presión entre los
dos extremos del tubo.
4.
¿Cuánta agua fluirá en 30 s por un tubo de
200 mm
de longitud y 1.5 mm
de diámetro, si la diferencia de presiones a lo largo del tubo es de 5 cm de mercurio? La
viscosidad del agua es de 0.801 cP y la densidad del mercurio es de 13 600 kg/m3.
5.
¿En qué fracción se reducirá el flujo
sanguíneo (gasto) si una arteriola disminuye hasta 0.95 de su diámetro
original? Suponga que la presión y la viscosidad son constantes.
6.
¿Cuál debe ser la diferencia de presión
entre los dos extremos de un tramo de oleoducto de 1.9 km, con 35 cm de diámetro si tiene
que conducir petróleo ρ= 950 kg/m3, η = 0.20 Pa * s y a un flujo de
450 cm3/s.?
7.
¿Qué es viscosidad?, ¿cuál es su fórmula?,
¿La sangre tiene viscosidad? ¿Por qué?
