11. Un recipiente cerrado de 2.0 litros contiene aire a una presión de 5.0 x 104 Pa y a la temperatura de la habitación. El recipiente se introduce en agua a igual temperatura y una profundidad de 2.0 m. ¿Qué volumen de agua entrará en el recipiente si se abre? Considera que la presión atmosférica es 1.0 x 105 Pa y que la densidad del agua es 1.0 x 103 kg/m3.
Ayudeeen
Respuestas
Se pide conseguir el volumen de agua que entra al recipiente
Dato
V recipiente = 2 L
Paire= 5.0 x 104 Pa
T = 25°C tomada como base
h profundidad=2.0 m
V entra=
Patm= 1.0 x 105 Pa
densidad del agua= 1.0 x 103 kg/m3.= 1000 Kg/L
Volumen de agua desalojado= ?
delta presion agua = gamma *h
gamma es peso especifico del liquido en tablas = 9.78 kN/m3
delta presion agua = 9.78 kN/m3* 2.0 m = 19.56 kN/m2 = 19.56 kPa = 19600Pa
p fluido = densidad *g *h
p fluido agua en tanque= 1000 kg/m3 * 9.8 m/ s2 * 2.0 m = 9800 kg*m/s2 *2 m = 19 600 Pa
Principio de ARQUÍMEDES
p=po+ρf*g*h. ρf= densidad fluido
delta p = po+ pf *g *h
delta p -po= pf *g*h
19 600Pa - 1.0 x 105 Pa = pf *g *h
- 80400 Pa = pf *g *h
pf= -80400 Pa / 9.81 m/s2* 2 m
pf= -4097.9 Pa
Peso objeto = Peso aire encerrado = m* aire*g
masa aire implica
n= p*V/RT
naire= 5.0 x 104 * 2.0 L /0.082 * 298
nair= 4092.32 g mol = 4.09232 kg mol
moles= masa/PM
masa = moles*PM
masa= 4.09232 kg mol * 28,9645 kg/kg mol
masa= 118.53 kg
F=w= m*g
w= 118.53 kg *9.81 m/s2
w= 1162.8 Newton
Peso del recipiente =empuje del agua + empuje del aire
Peso específico del aire = 11.42 N/m3
Empuje del aire = gamma del aire* Vaire
Empuje del aire = 11.42 N/m3 * 0.002 m3 = 0.02284 N
Empuje del aire = 0.02284 N
Empuje del agua = 1162.8 Newton - empuje del aire
Empuje del agua= 1162.8 Newton -0.02284 Newton
Empuje del agua = 1162.79 Newton
Ecuación de empuje. Al sumergir un cuerpo experimenta un empuje
E=ρfgV.
V= E/ρfg
V= 1162.79 Newton/1000 kg/m3 *9.81 m/s2
V=0.11853 m3 *1000L= 118.53 L
Respuesta:
1.2 L
Explicación:
Así viene en el libro de propiedades de la materia, pero no viene con procedimiento.