Dossier con explicación del efecto (ampliada).

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2. Efecto Venturi___________________________________________
El efecto fue mostrado en 1797 y recibe el nombre del científico italiano que lo
descubrió: Giovanni Battista Venturi. El efecto Venturi (también conocido a efectos
prácticos como tubo de Venturi) consiste en que un fluido en movimiento dentro de un
conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por
una zona de sección menor. El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y
el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la
sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección.
Por el teorema de la energía si la energía cinética aumenta, la energía determinada por
el valor de la presión disminuye forzosamente.
Esquema del efecto Venturi
En fluidos (gas y líquidos) que se desplazan por una conducción, a mayor velocidad del
fluido, menor es la presión que ejercen sobre las paredes.
Interpretación cinética del efecto Venturi: En un fluido que no se desplaza por una
conducción la presión, consecuencia de los choques, es la misma en todos los puntos de
la pared que lo contiene. En un fluido que se desplaza, disminuye el número de choques
con las paredes y como consecuencia la presión. A mayor velocidad de desplazamiento
menor es la presión.
Hay diversas aplicaciones del efecto Venturi: hidráulica, aeronáutica, airsoft, motor,
hogar, neumática, cardiología, acuarofilia y en los propios tubos de Venturi.
Un tubo de Venturi es un dispositivo que se diseñó en un primer momento con el fin de
medir la velocidad de un fluido que se desplaza por una conducción aprovechando el
efecto Venturi. Sin embargo, algunos se utilizan para acelerar la velocidad de un fluido
obligándole a atravesar un tubo de forma cónica. Estos modelos se utilizan en diversos
artefactos en los que ha de tenerse en cuenta de modo relevante la velocidad del fluido y
constituyen la base de aparatos como el carburador.
La aplicación inicial de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado
por dos secciones cónicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza
consecuentemente a mayor velocidad. La presión en el tubo Venturi puede medirse por
un tubo vertical en forma de U conectando la región ancha y la canalización estrecha.
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3. La diferencia de alturas del líquido en el tubo en U permite medir la presión en ambos
puntos y consecuentemente la velocidad. Actualmente este sistema puede ser sustituido
por simples manómetros (que miden la presión).
Cuando se utiliza un tubo de Venturi hay que tener en cuenta un fenómeno que se
denomina cavitación. Este fenómeno ocurre si la presión en alguna sección del tubo es
menor que la presión de vapor del fluido. Para este tipo particular de tubo, el riesgo de
cavitación se encuentra en la garganta del mismo, ya que aquí, al ser mínima el área y
máxima la velocidad, la presión es la menor que se puede encontrar en el tubo. Cuando
ocurre la cavitación, se generan burbujas localmente, que se trasladan a lo largo del
tubo. Si estas burbujas llegan a zonas de presión más elevada, pueden colapsar
produciendo así picos de presión local con el riesgo potencial de dañar la pared del
tubo.
Experimento 1___________________________________________
Material utilizado
• Tubo de plástico de 29 cm de longitud y ø (diámetro) 1 cm.
• Un papel de periódico (dos hojas unidas).
• Una vara delgada de sostén cualquiera (en nuestro caso
utilizamos un tubo de plástico).
Objetivo
Soplando mediante el tubo entre ambas hojas éstas se
juntan, en vez de separarse.
Explicación
Al disminuir la presión en el interior los papeles se cierran
por la acción de la presión exterior (al soplar, el aire de
dentro ejerce menos presión que el aire de fuera). Esto se
debe al efecto Venturi: a mayor velocidad de desplazamiento de un fluido (en este caso
gas) menor es la presión que ejerce.
Experimento 2___________________________________________
Material utilizado
• Tubo de plástico de 55 cm de longitud y ø 1 cm, unido a un
embudo de plástico de ø exterior 7 cm y ø interior 1 cm.
• Una bola de ping-pong.
Objetivo
Colocando el embudo hacia arriba y soplando, por más que
lo hagamos, la bola no se desplaza.
Explicación
La bola no se eleva porque disminuye la presión del embudo
debido a la velocidad del aire que se desplaza por el tubo. La
presión atmosférica, que es ahora mayor, es la que impide
que la bola se eleve.
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4. Experimento 3___________________________________________
Material utilizado
• Tubo de plástico de 55 cm de longitud y ø 1 cm, unido a un embudo de plástico de ø
exterior 7 cm y ø interior 1 cm.
• Una bola de ping-pong.
Objetivo
Colocando el embudo hacia abajo y soplando por el tubo la bola no cae (mientras
soplemos).
Explicación
La bola no cae porque disminuye la presión del embudo debido a la velocidad del aire
que se desplaza por el tubo. La presión atmosférica impide que la bola caiga.
Experimento 4___________________________________________
Material utilizado
• Un secador corriente.
• Una bola de ping-pong.
Objetivo
Encendiendo el secador mientras la bola de ping-pong se apoya en la
parte por la que sale el aire, dicha bola se elevará y se mantendrá en la
corriente del aire producida por el secador, sin caerse.
Explicación
Cuando la bola intenta salir de la corriente de aire, por la parte de la
bola sometida a la acción del aire, por el efecto Venturi, la presión es
más pequeña que por la zona de la bola por donde no llega aire. La
presión exterior impide que la bola salga de la corriente de aire.
Experimento 5___________________________________________
Material utilizado
• Tubo de plástico de 55 cm de longitud y ø 1 cm, unido por la
parte superior al tapón de una botella de plástico seccionada
por la base y por la parte inferior a un embudo de plástico de ø
exterior 5 cm y ø interior 1 cm.
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5. • Una bola de ping-pong.
Objetivo
Colocando la estructura verticalmente y echando agua en la botella el agua, ésta se
desplazará por el tubo y llegará al embudo, donde está la pelota, que no caerá por el
efecto Venturi.
Explicación
La bola no cae porque disminuye la presión del embudo debido a la velocidad del agua
que se desplaza por el tubo. La presión atmosférica, al ser mayor, impide que la bola
caiga.
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