domingo, 4 de noviembre de 2012

Guía 6 :Calor molar de vaporización, tensión superficial, capilaridad y viscosidad


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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