El agua circula a través de un tubo de 5m/s con una presión de 200K Pa. Cuando el tubo se estrecha hasta la mitad de su diámetro original. ¿Cuál es la presión absoluta en la parte angosta del tubo?

Respuesta :

Paso 1: Identificar las variables conocidas

Velocidad inicial (v1) = 5 m/s

Presión inicial (P1) = 200 kPa

Diámetro inicial (d1) = diámetro original

Diámetro final (d2) = d1/2

Paso 2: Aplicar la ecuación de Bernoulli

La ecuación de Bernoulli establece que la presión total en un fluido en movimiento es constante a lo largo de una línea de corriente. Esto significa que:

```

P1 + 1/2ρv1² = P2 + 1/2ρv2²

```

donde:

P1 y P2 son las presiones en los puntos 1 y 2, respectivamente

ρ es la densidad del fluido

v1 y v2 son las velocidades en los puntos 1 y 2, respectivamente

Paso 3: Determinar la velocidad final (v2)

La ley de continuidad establece que el caudal volumétrico es constante a lo largo de un tubo. Esto significa que:

```

A1v1 = A2v2

```

donde:

* A1 y A2 son las áreas de sección transversal en los puntos 1 y 2, respectivamente

Como el diámetro del tubo se reduce a la mitad, el área de sección transversal también se reduce a la mitad:

```

A2 = A1/2

```

Por lo tanto, la velocidad final se convierte en:

```

v2 = 2v1 = 10 m/s

```

Paso 4: Calcular la presión final (P2)

Sustituyendo los valores conocidos en la ecuación de Bernoulli, obtenemos:

```

200 kPa + 1/2(1000 kg/m³)(5 m/s)² = P2 + 1/2(1000 kg/m³)(10 m/s)²

```

Resolviendo para P2, obtenemos:

```

P2 = 400 kPa

```

Por lo tanto, la presión absoluta en la parte angosta del tubo es 400 kPa.

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