PRÁCTICA Nº 03 – COMPRENSIBILIDAD, TENSIÓN SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD

1. UNAS MECÁNICA DE FLUIDOS FIIA
Ing. Tafur Página 1
PRÁCTICA Nº 03 – COMPRENSIBILIDAD, TENSIÓN SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD
COMPRESIBILIDAD
Tabla 1. Valores de módulo volumétrico para
líquidos seleccionados, a presión atmosférica y
68ºF (20ºC)
Líquido
Módulo volumétrico
psi Mpa
Alcohol etílico 130 000 896
Benceno 154 000 1 062
Aceite para maquinaria 189 000 1 303
Agua 316 000 2 179
Glicerina 654 000 4 509
Mercurio 3 590 000 24 750
Fuente: Mott 2006
1. Calcule el cambio de presión necesario para
ocasionar una disminución de 1%, en un
volumen de alcohol etílico. Exprese el
resultado, en psi y en MPa.
2. Calcule el cambio de presión necesario para
hacer que un volumen de mercurio disminuya
el 1%. Exprese el resultado en psi y en MPa.
3. Bajo las condiciones que se describen en el
problema 3, suponga que el cambio de 1% en
el volumen ocurrió en un cilindro con diámetro
interior de 1pulg y longitud de 12 pulg.
Calcule la distancia axial que recorrería el
émbolo conforme ocurriera el cambio de
volumen.
4. Cierto sistema hidráulico opera a 3000 psi.
Calcule el cambio porcentual en el volumen
del aceite del sistema, conforme la presión se
incrementa de cero a 3000 psi, si el aceite de
la máquina es similar al que se menciona en
la tabla 1.
5. Cierto sistema hidráulico opera a 20MPa.
Calcule el cambio porcentual del volumen del
aceite del sistema, si el aceite de la máquina
es similar al que se presenta en la tabla 1.
6. La medición de la rigidez de un sistema
actuador lineal es la cantidad de fuerza
requerida para ocasionar cierta deflexión
lineal. Calcule la rigidez en lb/pulg de un
actuador lleno de aceite de máquina, cuyo
diámetro interior es de 0.5pulg y tiene una
longitud de 42pulg.
7. Vuelva a resolver el problema 6 pero cambie
la longitud del cilindro a 10pulg. Compare
ambos resultados.
8. Repita el problema 7, pero cambie el diámetro
del cilindro a 2pulg. Compare ambos
resultados.
TENSIÓN SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD
9. Calcular la altura aproximada a la que
asciende el agua en un tubo capilar de 1mm
de diámetro en contacto con la atmosfera.
10. Desarrollar una expresión que relacione la
presión manométrica p que reina en el interior
de una gota de líquido y la tensión superficial
.
11. Una pequeña gota de agua a 27ºC está en
contacto con el aire y tiene un diámetro de
0.5mm si la presión en el interior de la gota es
5.8x10-3
kg/cm2
mayor que la atmosférica,
¿cuál es el valor de la tensión superficial?
12. Calcular la altura a la que ascenderá en un
tubo capilar, de 3mm de diámetro, agua a 21º
C.
13. ¿Cuál es el valor de la presión interior en una
gota de lluvia de 1.5mm de diámetro si la
temperatura es de 21ºC?
14. Considérese en la figura que el diámetro
interno del tubo capilar es de 2mm. Si es
20º y para el agua en contacto con aire es
0.0730N/m, calcule la altura h de la elevación
del agua dentro del tubo capilar.
15. Se inserta un tubo de vidrio de 0.6 mm de
diámetro en agua a 20°C que está en una
copa. Determine el ascenso por capilaridad
del agua en el tubo.
16. Se introduce un tubo cuyo diámetro es de
0.03pulg. en queroseno a 68°F. El ángulo de
contacto del queroseno con una superficie de
vidrio es de 26°. Determine el ascenso por
capilaridad del queroseno en el tubo.