Universidad de Concepción del Uruguay
Ingeniería agronómica
Física
Guía 6
Calor molar de
vaporización, tensión superficial, capilaridad y viscosidad
1-El calor de vaporización del
tetraclorometano , CCl4, es 0,05087 kcal/g a 20 °C. ¿Cuál es su
calor molar de vaporización? Rta: 7,82 Kcal/mol
2- El calor de vaporización del
éter dietílico, C4H10, es 6,72 Kcal/mol a 30 °C. ¿Cuál es
su calor de vaporización en Kcal/g? Rta: 0,1158Kcal/g
3-a) ¿ Cuál es la presión
(manométrica) en el interior de una burbuja de jabón de 2 cm de radio formada a
partir de una disolución cuya tensión superficial es 0,06 N/m?b- ¿ Cuál es la
presión máxima si el capilar es de 0,02 cm de radio?Rta: 12N/m2; 600
N/m2
4- a) La pata de un insecto
parado en el agua forma una depresión de radio 2 mm y un ángulo de 40°. ¿Cuánto
peso soporta esta depresión? b- ¿ Cuál es la masa del insecto, suponiendo que
está siendo sostenido por igual sobre las seis patas?
= 0,0727 N/m. Rta: 7 x
10-4 N; 0,43 g
5-a) ¿ A qué altura h
ascenderá el etanol en un capilar de 0,5 mm de radio si el ángulo de contacto
es cero? B) En un experimento con un capilar de un cierto material, se obtiene
que el alcohol asciende hasta una altura de 1,09 cm. ¿ Cuál es el ángulo de
contacto entre el alcohol y el material del capilar? δ=791 kg/m3;
=0,0227N/m. Rta: 1,17 cm ; 21°28’ 41’’
6- Por un tubo cilíndrico de 50 cm de
longitud y 2 mm de diámetro interior circula agua, si la diferencia de presión
a lo largo del tubo es de 10 cm de Hg y la viscosidad del agua es 1 cP, calcúlese
la cantidad de agua que fluye por un tubo en 1 min. Rta: 630 g
7- Determinar el radio de una tubería
3 m de longitud con una depresión de 5 bar entre sus extremos, para que circule
agua con la velocidad crítica, siendo el n° de Reynolds = 2000. ɳ
del agua = 1 cP
8- Calcular la máxima velocidad que adquiere una burbuja de
aire de 1 mm de radio en el seno de glicerina. δaire0,001293 g/cm3; δglicerina=1,26
g/cm3; ɳ=8,3 P. Rta: - 0,33 cm/s
9- Un bloque de hielo de 1,2 m de
largo por 0,8 m de ancho es arrastrado sobre una superficie horizontal lubricada por una capa de agua de 0,10 mm de
espesor. Determine la magnitud de la fuerza que se necesita para tirar del
bloque con una rapidez constante de 0,5 m/s. A 0°C, la viscosidad del agua es
1,79 x 10 -3 Ns/m2. Rta: 8,59 N
10- Un tubo horizontal recto de 1 cm
de diámetro y 50 m de longitud transporta aceite con un coeficiente de
viscosidad de 0,12 Pa s. En la salida del tubo, el gasto es de 8,6 x 10-5
m3/s y a la presión de 1 atm. Determine la presión manométrica a la
salida del tubo.
11- La aorta de los seres humanos
tiene un diámetro de alrededor de 2 cm y, en determinados momentos, la rapidez
de la sangre que pasa por ella es de 55 cm/ s. ¿ Es turbulento el flujo d
sangre? La δde la sangre es 1050 kg/m3 y su coeficiente de
viscosidad es de 2,7 x 10-3 N/s/m2. Rta:4277,7
12- a) 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 10-5 m. El ángulo de contacto es 0°. La densidad del
agua es 10 3Kg/m3. ¿Cuál es la máxima altura a que puede subir la
sabia en un árbol a 20°C? ;
=7,28 x 10 -2 N/m. Rta:
0,594 m
b) Como los árboles alcanzan varios
metros de altura, el efecto capilar no puede explicar el suministro de savia a
la copa de un árbol. ¿ cómo se explica el ascenso del savia en ellos?
13- Por una tubería de 1,3 cm de radio
circula petróleo de densidad 0,85 g/cm3 y 11,4 cP de coeficiente de
viscosidad, a una velocidad de 1 m/s. Determine el régimen con el que circula
el petróleo. Rta: 1938,5
14- Por una tubería cilíndrica
horizontal, de 6 cm de radio y 25 m de longitud, pasa un líquido de densidad
1076 kg/m3 y un coeficiente de viscosidad de 180 cP. Si tiene un
caudal de 1 L/s. Calcular:a)N° de Reynolds, b)pérdida de presión en tal
longitud, c) potencia que consumiría una bomba si hiciese circular ese caudal.
Rta: 63,4; 884,2 Pa; 0,88 W
15- La arteria pulmonar conectada al
corazón con los pulmones tiene un radio interno de 2,6 mm y 8,4 cm de longitud.
Si la caída de presión entre el corazón y los pulmones es de 400 Pa, ¿cuál es
la rapidez media de la sangre en la arteria pulmonar? ɳ=2,08 x
10-3Pa/s Rta: 1,9 m/s
16- la velocidad media de la sangre en
la aorta, r=1,19cm, durante la parte estacionaria del latido del corazón es de
unos 35 cm/s. ¿ El flujo es laminar o turbulento? ɳ=2,08 x
10-3Pa/s ; δsangre= 1,050x 103 kg/m3
17- Calcule l velocidad de caída de
una gota de lluvia de 10-3 cm de radio, la ɳ aire=1 x10-3
Pa s, la densidad del agua es 1x 103 kg/m3, la densidad
del aire es 1 kg/m3. Rta: 2,18 m/s
18- La caída de presión a lo largo de
una arteria horizontal es 100 Pa. El radio de la arteria es 0,010 m y el flujo
es laminar. A)¿Cuál es la fuerza neta sobre la sangre en este fragmento de
arteria? Si la velocidad media de la sangre es de 1,5 x 10-2 m/s,
b)¿Cuál es la potencia necesaria para mantener el flujo? Rta: 3,14 x 10-2
N; 4,71 x 10-4W
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