Departamento de Ciencias Básicas Calle Plan del Pino, Cantón Venecia, Soyapango, San Salvador, El Salvador
MECANICA DE LOS FLUIDOS DISCUSION 2 § TENSIÓN SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD 1. Deduzca una relación para el ascenso por capilaridad de un líquido entre dos grandes placas paralelas separadas por una distancia d que se introducen en un líquido verticalmente. Tome el ángulo de contacto como como Ø. R//
2.
=
Dos placas de vidrio paralelas, anchas y limpias, separadas por una distancia “d” de 1 mm se colocan en agua. ¿Qué tan alto sube el agua debido a la acción de capilaridad? Tome σ=0.0730 N/ m y Ø=0 R// 14.9 mm
3. Un tubo de vidrio se sumerge en mercurio (σ=0.514 N/m). ¿Cuál es el fuerza hacia arriba sobre el vidrio como resultado de los efectos de superficie?. Note que el ángulo de contacto es de 50° afuera y adentro. La temperatura es de 20°C
4.
Determine la depresión h del del mercurio (σ=0.514 N/m) en un tubo capilar, siendo el ángulo ángulo teta de 40° R// 5.91 mm
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5.
Determine la altura del capilar que se muestra en la siguiente figura, para el agua aire σ=0.0730 N/m y vidrio, si el ángulo teta es de 0°. y el radio del tubo es de 1 mm y la temperatura es de 20°C R// 1.489 cm
6.
Encuentre la altura del capilar del tubo de la figura del problema 4, para mercurio, aire
(σ=0.514
N/m) y vidrio, con un ángulo de 130°, y con un radio de 1 mm a una temperatura de 20°C R// -5.0 mm
7. Los nutrientes disueltos en el agua los llevan hasta las partes superiores de las plantas diminutos tubos, en parte debido al efecto de capilaridad. Determine hasta qué altura ascenderá la solución acuosa en un árbol, en un tubo cuyo diámetro mide 0.005mm, como resultado del efecto de capilaridad σ=0.0730 N/m. Trate la solución como agua a 20°C con un ángulo de contacto de 15° R// 5.75 m
8.
Se va medir la tensión superficial de un líquido con el apoyo de una película de éste que ésta suspendida en un marco de alambre con forma de U con un lado movible de 8 cm de largo. Si la fuerza necesaria para mover el alambre es de 0.012 N, determine la tensión superficial de este líquido en el aire. R// 0.075 N/m
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9.
Contrario a lo que se puede creer, una bola de acero solido puede flotar sobre el agua (σ=0.0730 N/m) debido al efecto de la tensión superficial. Determine el diámetro máximo de una bola de acero que flotaría sobre agua a 20°C. ¿Cuál sería su respuesta para una bola de aluminio? Tome la densidad de la bola de acero y de aluminio como 7800 kg/m3 y 2700 kg/m3, respectivamente. R// Dacero=2.4 mm y Daluminio=4.1 mm
10. El sistema de la siguiente figura, permite calcular la presión p1 en el interior del tanque midiendo la altura de la columna de líquido de 15 cm en el tubo de 1 mm de diámetro. El fluido está a 60°C. calcule la altura real del fluido en el tubo y el porcentaje del error debido a la capilaridad si el fluido es: a) agua, b) mercurio. σagua= 0.0662 N/m, σmercurio=0.47 N/m
11. Deduzca una fórmula para encontrar h debido al efecto de capilaridad entre dos tubos de vidrio concéntricos de radios r0 y ri, con un ángulo de contacto θ R//
