¿Qué distancia h sale el mercurio en el brazo izquierdo de un tubo en forma de U?
Se vertió mercurio en un tubo en U como se muestra en la figura(a). El brazo izquierdo del tubo tiene sección transversal A1 área de 10,0 cm², y el brazo derecho tiene un área de sección transversal A2 de 5,00 cm². Después se vierten 100 gramos de agua de mar en el brazo derecho como en la figura (b). A) Determinar la longitud de la columna de agua en el brazo derecho del tubo en U. B) Dado que la densidad del mercurio es 13,6 g/cm³, ¿qué distancia h sale el mercurio en el brazo izquierdo?
1 respuesta
Te falto el dibujo... pero no es dificil:
Son dos vasos comunicantes. S izquierda= 10 cm^2 y S derecha= 5 cm^2. Contienen mercurio.. que se ve nivelado en ambas ramas. Supone H la altura del mercurio desde la base del tubo en U.
100 gramos de agua en el brazo derecho harán descender el nivel del mercurio que ahora ascenderá algo en el brazo izquierdo.
A) Longitud columna de agua agregada: ... Volumen agua agregada= 5 cm^2 x altura agua
= Masa/ densidad H20 = 0.100 Kg / 1030 Kg/m^3 = 0.000097 m^3
Altura de columna de agua = 0.000097 m^3 / 5 x 10^-4 m^2 = 0.194 m = 19.4 cm.
B) El mercurio sube en el brazo izquierdo una altura h tal que su presión iguala a la del agua agregada a la derecha.
Presión del agua agregada : 1030 Kg/m^3 x 10 m/seg^2 x 0.194 m = 1998.2 Pa.
Presión columna de mercurio ascendido = 13600 Kg/m^3 x 10 m/seg^2 x h
Igualas las dos y llegarias a: h =1998.2 Pa / 13600 x 10 = 0.01469 m.= 1.469 cm.
También podrías haber relacionado directamente la altura de las dos columnas como iguales a la relación inversa de las densidades. O sea 19.4 cm ( agua) / h ( Hg) = 13600 / 1030 ....................h(Hg) = 19.4 x 1030 / 13600 = 1.469 cm.
