Es una aplicación que dio origen del principio de
Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través
de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de
Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio.
“La velocidad de un líquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que
tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del
líquido hasta el centro de gravedad del orificio”.
El experimento que realizo fue el siguiente: Cogió
un tubo de un metro de largo y lo llenó hasta el borde con mercurio. A
continuación tapó con el dedo el extremo abierto, dio la vuelta al tubo e
introdujo su extremo, sin que se derramara nada, en un recipiente que también
contenía mercurio. Quitó el dedo y observó que el mercurio descendía en el
interior del tubo hasta alcanzar una altura de 76 cm en lugar del metro
inicial.
Sobre el punto B actúa la presión atmosférica y sobre el
punto A sólo actúa la presión hidrostática de la columna de mercurio. Como
ambos puntos están en la misma horizontal de un mismo líquido deben estar
sometidos a la misma presión, basta calcular la presión del mercurio en A para
obtener la presión atmosférica en B.
pB = patm = pA=
dHg · g · h = 13600 · 9,8 · 0,76 = 101300 Pa
Este valor de 101300 Pa se conoce como presión
atmosférica normal a nivel del mar y define una unidad de presión bastante
habitual: la “atmósfera” que equivale a esos Pascales. También es frecuente
utilizar como unidad de presión “los milímetros de mercurio” (mmHg), 760 mmHg
equivalen a una atmósfera de presión.
1 atm = 760 mmHg = 101300 Pa
La presión atmosférica varía con la altitud, a mayor
altitud menos aire encima y por tanto menos presión, también influye la
situación meteorológica de tal manera que cuando está cubierto la presión baja
y si está despejado sube, por eso la medida de la presión atmosférica es muy
útil en meteorología. Los instrumentos para medir la presión atmosférica se
llaman barómetros, hoy en día el barómetro de mercurio no se utiliza, se
utilizan los barómetros aneroides más prácticos, en éstos la presión suele
medirse en milibares (mbar), la equivalencia es de 1013 mbar = 1 atmósfera.
A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el
caudal de salida de un líquido por un orificio. La velocidad de un líquido en
una vasija abierta, por un orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera,
cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el centro de
gravedad del orificio.
Donde:
- Vt=
la velocidad teórica del líquido a la salida del orificio.
- V0=
la velocidad de aproximación o inicial.
- h=
la distancia desde la superficie del líquido al centro del
orificio.
- g=
la aceleración de la gravedad.
Para velocidades de aproximación bajas, la mayoría de los
casos, la expresión anterior se transforma en:
Donde:
- Vt= la
velocidad real media del líquido a la salida del orificio
- Cu= el
coeficiente de velocidad.
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