guia de unidad i fluidos

MECÁNICA DE LOS FLUIDOSVERANO 2014

GUIA DE EJERCICIOS

1.- Un embolo de 45 kg de masa y área 0,020m2 encierra un gas en equilibrio mecánico que se encuentra en el interior de un dispositivo cilindro-embolo colocado verticalmente. Sobre la cara externa del embolo actúa una presión barométrica de 1,020 bar, y la aceleración local de la gravedad es 9,75 m/s2. Determínese la presión en el cilindro, en bar.

2.- La densidad de un determinado líquido orgánico es 0,80 gr/cm3. Determínese el peso específico, en N/m3, para que la aceleración local es a) 2,50 m/s2, y b) 9,50 m/s2.

3.- Determínese la presión equivalente a 1 bar en función de los metros de una columna de líquido a temperatura ambiente, donde el líquido es a) agua, b) alcohol etílico, y c) mercurio. La densidad relativa del alcohol etílico es 0,789, la densidad relativa del mercurio es 13,59 y g=9,80 m/s2.

4.- Determínese la presión equivalente a 1 atm en función de la altura, en pies, de una columna de líquido a temperatura ambiente, donde el líquido es a) agua, b) alcohol etílico, y c) mercurio. La densidad relativa del alcohol etílico es 0,789, la densidad relativa del mercurio es 13,59 y g=32,3 ft/s2.

5.- La presión manométrica de un sistema es equivalente a una altura de 75cm de un fluido de densidad relativa 0,75. Si la presión barométrica es 0,980 bar, calcúlese la presión absoluta en el interior de la cámara, en mbar.

6.- La presión manométrica de un sistema es equivalente a una altura de 24 in de un fluido de densidad relativa 0,80. Si la presión barométrica es 29,5 inHg. Calcúlese la presión absoluta en el interior de la cámara, en psi.

1ING.JONATHAN GARCIA


7.- Si la presión barométrica es 1020 mbar, conviértase a) una presión absoluta de 1,70 bar en presión manométrica, en bar, b) una presión de vacío de 600 mbar, en presión absoluta en kPa c) una presión absoluta de 60 kPa en presión de vacío, en mbar, y d) una lectura manométrica de 2,20 bar en presión absoluta en kPa.

8.- Si la presión barométrica es 30,15 inHg, conviértase a) a 35psia en presión manométrica en psig, b) una presión de vacío de 24 inHg, en presión absoluta en psia, c) una lectura absoluta de 12 psia en presión de vacío en inHg, y d) una lectura manométrica de 14 inHg en presión absoluta en psia.

9.- Un manómetro marca una diferencia de altura del líquido de 0,87m, la presión barométrica es 98 kPa y g es 9,80 m/s2. Si la presión absoluta del sistema es 0,106 MPa, determínese la densidad del líquido manométrico, en kg/m3.

10.- Un piloto se da cuenta de que la presión barométrica del exterior de su avión es 800 mbar. El aeropuerto situado bajo el avión anuncia una presión barométrica de 1020 mbar. Si la densidad media del aire es 1,15 kg/m3y la aceleración local es 9,70 m/s2, determínese la altura del avión sobre el nivel del suelo, en metros.

11.- Se pide a dos estudiantes que midan la altura de un rascacielos. Uno de ellos toma el ascensor hasta el último piso y anota una lectura del barómetro de 993,2 mbar. El estudiante que queda a nivel del suelo toma una lectura de 1012,4 mbar. La densidad del aire es 1,16 kg/m3 y g es 9,68 m/s2. Determínese la altura, en metros, que indicaron.

12.- Un submarino navega a una profundidad de 280 m, en aguas marinas de densidad relativa 1,03. Si el interior del submarino esta presurizado a la presión atmosférica estándar, determínese la diferencia de presión a través del casco en a) kPa, y b) bar. La aceleración local de la gravedad media es 9,70 m/s2.

13.- Una escaladora lleva un barómetro que marca 950 mbar en su campamento base. Durante la escalada toma tres lecturas adicionales, que son a) 904 mbar, b) 824 mbar y c) 785 mbar. Estímese la distancia vertical en metros, que ha ascendido desde el campamento base para cada lectura, si la densidad media del aire es 1,20 kg/m3. Desprecie el efecto de la altitud sobre la aceleración local.

14.- El barómetro de un escalador indica 930 mbar cuando comienza a subir la montaña, y 780 mbar cuando termina. Sin tener en cuenta el efecto de la altitud sobre la aceleración gravitacional local, determine la distancia vertical que escalo. Suponga que la densidad promedio del aire es 1,20 kg/m3.



15.- Determine la presión ejercida sobre un buzo a 30 m por debajo de la superficie libre del mar. Suponga una presión barométrica de 101 kPa y una densidad relativa de 1,03 para el agua del mar.

16.- Un manómetro que contiene aceite (ρ= 850kg/m3) se conecta a un recipiente lleno de aire. Si la diferencia del nivel de aceite entre ambas columnas es de 60 cm y la presión atmosférica es de 98 kPa, determine la presión absoluta del aire en el recipiente.

17.- El piloto de un avión lee una altitud de 3000 m y una presión absoluta de 58 kPa cuando vuela sobre una ciudad. Calcule en Kpa y en mm Hg la presión atmosférica local en esa ciudad. Tome las densidades del aire y el mercurio como 1,15 kg/m3y 13600 kg/m3 respectivamente.

18.- Determine la presión en kg/cm2 sobre una superficie sumergida a 6 m de profundidad en una masa de agua.

19.- Determine la presión en kg/cm2a una profundidad de 9 m en un aceite de densidad relativa de 0,750.

20.- ¿A que profundidad de un aceite, de densidad relativa 0,750, se producirá una presión de 2,80 kg/cm2? ¿A cual si el líquido es agua?

21.- Si 6 m3 de un aceite pesan 5080 kg, calcular su peso específico, densidad y densidad relativa.

22.- A 32°C y 2,10 kg/cm2, el volumen específico de cierto gas es 0,71 m3/kg. Determinar la constante R y su densidad.

23.- Determine la densidad, la gravedad específica, y la masa del aire en un cuarto cuyas dimensiones son 4 m x 5 m x 6 m a 100 kPa y 25 °C.

24.- Se usa un manómetro para medir la presión de un tanque. El fluido que se utiliza tiene una gravedad específicade 0,85 y la elevación de la columna en el manómetro es de 55 cm. Si la presión atmosférica local es de 96 kPa, determine la presión absoluta dentro del tanque.

25.- Determine la presión atmosférica (kPa) en un lugar donde la presión barométrica es de 740 mm Hg y la aceleración gravitacional es 9,81m/s2. Suponga que la temperatura del mercurio es 10 °C, a la cual su densidad es de 13570 kg/m3.



26.- Un manómetro de vacío conectado a una cámara de una lectura de 24 kPa, en un lugar donde la presión atmosférica es de 92 kPa. Determine la presión absoluta de la cámara.

27.- Un manómetro está conectado a un tanque y da una lectura de 50 psi en un lugar donde la presión barométrica es de 29,1 in Hg. Determine la presión absoluta en el tanque. Tome la densidad del mercurio en 848 lbm/ft3.

28.- La presión en una tubería de gas natural se mide con el manómetro mostrado en la figura. Si el manómetro es encuentra abierto a la atmosfera con un valor de P. atm de 14,2 psi. Determine la P. absoluta del sistema. Desprecie la presión de aire contenido en el manómetro.

29.- La presión manométrica del aire medida en el recipiente mostrado en la fig. resultó 80 kPa. Determínese la diferencia de altura h de la columna de mercurio mostrada.

30.- Agua dulce y de mar fluyen en tuberías paralelas conectadas entre si mediante un manómetro de tubo doble de U, como se muestra en la figura. Determine la diferencia de presión entre las dos tuberías, considerando la densidad de agua de mar de 1035 kg/m3. Desprecie la columna de aire.



31.- Considere un manómetro de fluido doble unido a un tubo de aire como se muestra en la flg., si la densidad relativa de un fluido es de 13,55, determine la densidad relativa del otro fluido para la presión absoluta de aire indicada.

32.- La presión del punto A de la figura es de 25 lbf/in2. Todos los fluidos se encuentran a 20°C. ¿Cuál sería la presión del aire en pascales a la que se encuentra la cámara cerrada B.?



33.- Determinar la presión diferencial entre las tuberías A y B para la lectura del manómetro diferencial que se muestra en la figura.

34.- Los fluidos de la figura se encuentran a 20°C. Determine la diferencia de presiones (Pa) entre los puntos A y B.

35.- Los dos tubos del manómetro de la figura están abiertos a la atmósfera. Estime el peso específico del fluido x.



36.- Determine la presión manométrica en Pa que hay en el punto A de la figura.

37.- El sistema de la figura está a 20°C. Sabiendo que la presión atmosférica es de 101,33 kPa y que la presiónen la parte superior del depósito es de 242 kPa. ¿Cuál es la densidad del fluido x?

38.- Los dos fluidos de la figura están a 20°C. ¿Cuál es la densidad del aceite en kg/m3?



39.- En la figura, si el aceite de la región B tiene una densidad relativa de 0,8 y la presión absoluta en el punto A es 1 atm. ¿Cuál es la presión absoluta en el punto B?

40.- Un recipiente con varios líquidos se conecta con un tubo en U, como se muestra en la figura. Para las gravedades específicas y alturas indicadas, calcule la presión manométrica en A. También determine la altura de una columna de mercurio que causara la misma presión en A.


guia de unidad i fluidos

Documents