Yohana Ahumada Semana 4

FÍSICA EN PROCESOS INDUSTRIALES
SEMANA 4
Yohana Ahumada Vargas

03 de Julio de 2023
Técnico nivel superior en Prevención de Riesgos
DESARROLLO
1. En una industria, se encuentra un operador manipulando un bidón que contiene agua en su
interior. El bidón es de capacidad 30 litros pero en su interior solamente está con 10 litros para ser
vertidos en una rejilla de alcantarillado. Se sabe que la altura total del estanque es de 1,8 metros.
Con respecto a lo anterior responda:
a) Determine qué presión está actuando sobre el cuerpo del operador.
Una de la presión que está afectando al operador es la Presión atmosférica, La presión atmosférica es
la presión (fuerza por unidad de área) que ejerce la atmosfera sobre la superficie terrestre.
El operador al estar manipulando un bidón que contiene agua en su interior estamos presente a
presión de un fluido, es una magnitud que depende de las características propias del mismo, de la
altura de fluido que se disponga y de la presión atmosférica.
La presión que ejerce el líquido es la presión termodinámica que interviene en la ecuación
constitutiva y en la ecuación de movimiento del fluido, en algunos casos especiales esta presión
coincide con la presión media o incluso con la presión hidrostática”
b) Calcule la presión en el fondo del estanque.
Datos:
Densidad de fluido: 1000 kg/m3
g: 10
h: 1,8
Patm.: 101.325
P= pfluido x g x h + Patm
P= 1000kg/m3- 10m/s2- 180+101325(Pa)
De acuerdo al cálculo se puede indicar que la presión en el fondo del bidón es de 107.325 (Pa)
c) ¿Qué significa, en términos físicos, que la densidad del agua sea p=1000 kg/m3
En los términos de la física esto significa que la densidad es un peso contenido en un cierto volumen.
Siendo definida por la formula D=masa/volumen.
Siendo la densidad la relación entre el la masa y el volumen de una sustancia X, es decir que si tomamos
un cubo de 1m en cada de sus lados el liquido que está dentro de ese cubo tendría una masa de 1000 Kg.
2. Por una tubería cilíndrica de PVC fluye aire para ventilación. La tubería tiene una entrada de área
5,5 [m2 ]. Se decide para asegurar el flujo laminar, alta presión y baja en la velocidad de fluido que
la salida de este no debe tener la misma área de entrada ni geometría. Conforme a lo anterior se
consigue una baja en la velocidad del fluido de un 40% respecto al valor de entrada el cual es de ,
vi=9 m/s2 agregando un codo cuadrado en la salida.
a) Realice un bosquejo de la situación entregada.
b) Determine el valor de del área de salida de la tubería.

Para calcular el área de salida de la tubería, debemos determinar la velocidad de salida del fluido,
utilizando la información proporcionada sobre el 40 % de disminución en la velocidad. Sabemos
que la velocidad de entrada es de 9 m/s, por lo que la velocidad de salida se calcularía de la
siguiente manera.
v-f=v-i x(1-0.40)= 9m/s x 0.60=5.4m/s
Ahora se debe calcular el área de salida, pudiendo utilizar la ecuación de continuidad, que
establece que el caudal volumétrico (Q) es igual al área de entrada (A-i) multiplicándolo por la
velocidad de entrada (v-i), y siendo también el área de salida A-f multiplicado por la velocidad de
salida (v-f):
Q=A-i x v-i=A- fx v – f
5,5m2 x 9m/s= A – f x 5,4 m/s
A – f= Q / v –f = (5,5m2 x 9 m/s) /5,4 m/s = 10,13 m2 (siendo la salida de la tubería).
3. procesos mecánicos en los cuales un material presente cambios físicos con respecto a su estado
inicial.
PROCESO MATERIAL CAMBIO DE ESTADO

Gas propano ( temperatura de petroleo Liquido a gaseoso
petróleo a 40°)
Formación de cátodos de cobre Cobre (CU) Liquido a Solido
(celdas catódicas)
Confección del vidrio Sílice de arena- carbonato Liquido a solido
sódico- cal
Formación de bronce ( mezcla de Cobre ( cu) y estaño (sn) Liquido a solido
cobre y estaño)
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
IACC (2023). Física en procesos industriales. Mecánica: presión y fluidos. Semana 4.
IACC (2023). Física en procesos industriales Mecánica. Recursos adicionales. Semana 4.

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FÍSICA EN PROCESOS INDUSTRIALES

Yohana Ahumada Vargas

a) Determine qué presión está actuando sobre el cuerpo del operador.

b) Determine el valor de del área de salida de la tubería.

PROCESO MATERIAL CAMBIO DE ESTADO

IACC (2023). Física en procesos industriales. Mecánica: presión y fluidos. Semana 4.

IACC (2023). Física en procesos industriales Mecánica. Recursos adicionales. Semana 4.

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