A quale pressione assoluta deve trovarsi un serbatoio di acqua se, quando si apre il rubinetto di area 1,6 cm^2, il fluido fuoriesce alla portata di 79,8 litri/minuti?
A quale pressione assoluta deve trovarsi un serbatoio di acqua se, quando si apre il rubinetto di area 1,6 cm^2, il fluido fuoriesce alla portata di 79,8 litri/minuti?
A quale pressione assoluta deve trovarsi un serbatoio di acqua se, quando si apre il rubinetto di area 1,6 cm^2, il fluido fuoriesce alla portata di 79,8 litri/minuti?
1 litro = 1 dm^3
Q = 79,8/60 = 1,330 dm^3/sec
V = Q/A = 1,330 dm^3/sec / 0,016 dm^2 = 83,13 dm/sec = 8,31 m/sec
V^2 = 8,31^2 = 2*g*h
h = 8,31^2/19,61 = 3,52 m
press. idrostatica pi = 1000*g*h = 9.806*3,52 = 0,346*10^5 Pa
patm = 1,013*10^5 Pa
pass = pi+patm = (0,346+1,013)*10^5 = 1,36*10^5 Pa
Portata Q = Area * velocità.
Area = 1,6 cm^2 = 1,6 * 10^-4 m^2;
1 Litro = 1 dm^3.
Q = 79,8 dm^3 / minuto = 79,8 / 60 = 1,33 dm^3/s;
Q = 1,33 * 10^-3 m^3/s.
Troviamo la velocità di uscita:
v = Q / Area = 1,33 * 10^-3 /(1,6 * 10^-4) = 8,31 m/s; (velocità del fluido).
Se consideriamo un serbatoio abbastanza ampio, la velocità dell'acqua è circa 0 m/s nel punto più alto perché il livello scende molto lentamente, quindi applichiamo il teorema di Bernoulli considerando che Po = 1,013 * 10^5 Pa, è la pressione atmosferica in alto e in basso sul rubinetto aperto:
Po + d g h = 1/2 d v^2 + Po;
d g h = 1/2 d v^2; (Teorema di Torricelli).
h = v^2//2g) = 8,31^2/ (2 * 9,8) = 0,147 m;
d = densità acqua = 1000 kg/m^3.
P assoluta = 1000 * 9,8 * 0,147 + 1,013 * 10^5 = 1441,35 + 1,013 * 10^5;
P assoluta = 1,027 * 10^5 Pa.
Il serbatojo ha area di base infinita? No?
Allora deve per forza contenere acqua eterea, di densità zero. Nemmeno?
Beh, me se è così non ha alcun senso riferirsi a "la pressione di un serbatoio d'acqua".
Riguarda il testo e poi facci sapere.