¿Qué globo tiene la presión más alta y por qué?
avi
Sé que cuando dos pompas de jabón de diferentes radios están conectadas por un tubo, el aire fluirá de la burbuja más pequeña a la burbuja más grande. Esto sucede porque la presión dentro de la burbuja más pequeña es mayor que dentro de la burbuja más grande: la diferencia de presión entre el exterior y el interior de cualquier pompa de jabón es inversamente proporcional a su radio.
Pero me preguntaba qué pasaría si conectamos dos globos de fiesta esféricos diferentes con un tubo. ¿El resultado será el mismo que con las pompas de jabón o será al revés?
La lógica me dice que la presión dentro del globo más grande será mayor que dentro del más pequeño, por lo que el aire fluirá del globo más grande al más pequeño. Mi razón es que cuando soplo aire de mi boca en un globo, me resulta más difícil a medida que se hace más y más grande. Esto sugiere que el globo más grande debe estar aplicando más presión de aire que el más pequeño.
Entonces, ¿cuál es la respuesta correcta? Si es lo mismo que con las pompas de jabón, ¿cuál es la razón? ¿Existe alguna fórmula para tales casos que pueda darnos una relación entre el radio del globo y la presión en el interior, como las burbujas?
Respuestas (1)
JMac
Esto se señaló varias veces en los comentarios de NowIGetToLearnWhatAHeadIs:
Lo que está mostrando es un ejemplo del experimento de dos globos .
Si observa la parte de Curva de presión teórica del artículo, verá una derivación de la curva de presión de un globo frente a cuánto se ha expandido.
Esta curva resume cómo cambia la presión a medida que expandes el globo. Empieza en , que es cuando está en su radio regular cuando solo hay presión atmosférica en el globo. También puede ver la derivación en la página de Wikipedia, pero no estoy seguro de si ese es el detalle en el que quería entrar.
Verá que cuando comienza a inflarlo, la presión requerida salta muy rápidamente, pero luego baja. Si obtiene un globo redondo normal, debería poder verlo usted mismo. Cuando empiezas a inflar el globo, es fácil, pero rápidamente comienza a resistirse. Después de superar esa resistencia inicial, comienza a ser mucho más fácil seguir adelante. En realidad, se siente como menos presión a medida que avanza (eventualmente, se vuelve más difícil debido a los efectos secundarios).
Los dos puntos rojos en la imagen representan los tamaños de los globos. Las flechas indican en qué dirección viajaría la presión cuando comience. Siempre que el globo pequeño esté inflado alrededor del área alta de la joroba de presión y el globo grande esté más allá, el globo grande debe seguir inflándose.
Es una de esas situaciones en las que una primera intuición puede ser: "cuanto más se infle, más difícil debería ser", pero las propiedades reales son muy diferentes cuando se hacen los cálculos.
avi
JMac
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