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lunes, 20 agosto 2018 español
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¿Cómo Funciona AulaFácil?

Tubos en "U"

Se tratan de tubos transparente doblados de unos 2cm de diámetro con dos ramas donde vertemos dos líquidos no miscibles (no se mezclen) figura siguiente (1):

termo e hidro

Vertemos mercurio (color azul) (2).

Por la rama de la izquierda echamos zumo de naranja (3)

Observamos que el peso del líquido anaranjado ha hecho retroceder un poco al mercurio.

En ambas ramas la presión que hacen los líquidos es la misma. Esa presión depende de la altura y de la densidad del líquido.

La presión que hace el zumo depende su densidad que no la conocemos y de la altura h.

La presión del mercurio depende de su altura h’ y de su densidad que ya la conocemos y es de 13,6g/cm3.

Las dos presiones son iguales porque se encuentran en equilibrio si no fuera así, una seguiría empujando a la otra.

Como puedes ver, un tubo en U nos puede servir para conocer la densidad de un fluido.

4.25 Halla la densidad del zumo de naranja que acabas de comprar. Para ello utilizas un tubo en U que contiene una determinada cantidad de mercurio cuya densidad es de 13,6g/cm3.

Después de derramar una cantidad de zumo observas que altura de este líquido es de 32mm mientras que la del mercurio es de 2,5mm.

Respuesta: 1,06g/cm3

Solución

La presión en gramos por cm2 en cada una de las ramas será la misma.

Rama de la izquierda la presión que hace el zumo es:

termo e hidro

Del mismo modo calculamos la presión del mercurio: 

Termo e hidro


Como las presiones son iguales:

termo e hidro

Despejamos la densidad del zumo. Simplificando y haciendo operaciones llegamos a:

termo e hidro

4.26 En una de las ramas del tubo en U tenemos 20cm de altura de agua (densidad 1kg/dm3). En la otra rama tenemos mercurio (densidad 13,6kg/dm3). ¿Cuál es la altura de la rama que contiene el mercurio?

Respuesta: 1,47cm

Como en ambas ramas tenemos la misma presión y siendo x la altura del mercurio:

termo e hidro

4.27 Un tubo en U contiene agua en su interior. Introducimos aceite para saber la densidad del mismo.

termo e hidro

Vemos que 22cm de agua cuya densidad conocemos 1kg/dm3 equivale a una altura de 38cm de aceite.

Respuesta: 0,579kg/dm3

La presión en el nivel de separación de los dos líquidos es la misma.

El diámetro del tubo no varía.

La presión del aceite llamando h’ a la altura de la columna cuya densidad d’ desconocemos nos viene dada por: 

termo e hidro

La presión del agua es: termo e hidro siendo d la densidad del agua.

Como ambas presiones son iguales podemos escribir:

termo e hidro

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