La densidad del agua de mar es de aproximadamente 1.03 g/cm³. ¿Qué tan alto subirá el agua por la tubería de un edificio si el manómetro que mide la presión del agua indica que ésta es de 270 kPa (alrededor de 40 lb/pulg²) al nivel del piso?



Answer :

Por supuesto, vamos a resolver este problema paso a paso.

1. Densidad del agua de mar:
La densidad del agua de mar es de aproximadamente 1.03 g/cm³.

2. Conversión de densidad a unidades del SI:
Para convertir la densidad de g/cm³ a kg/m³, usamos el hecho de que 1 g/cm³ es igual a 1000 kg/m³.
[tex]\[ \text{Densidad del agua de mar} = 1.03 \, \text{g/cm³} \times 1000 \, \left(\frac{\text{kg}}{\text{m}³ / \text{g/cm}³}\right) = 1030 \, \text{kg/m}³ \][/tex]

3. Presión del agua en kPa:
La presión indicada es de 270 kPa.

4. Conversión de presión a unidades del SI:
Para convertir la presión de kilopascales (kPa) a pascales (Pa), recuerda que 1 kPa es igual a 1000 Pa.
[tex]\[ \text{Presión} = 270 \, \text{kPa} \times 1000 \, \left(\frac{\text{Pa}}{\text{kPa}}\right) = 270,000 \, \text{Pa} \][/tex]

5. Aceleración debida a la gravedad:
La aceleración debida a la gravedad es aproximadamente 9.81 m/s².

6. Cálculo de la altura del agua utilizando la fórmula:
Para encontrar la altura del agua en la columna (tubería), usamos la fórmula de presión hidrostática:
[tex]\[ altura = \frac{\text{presión}}{\text{densidad} \times \text{gravedad}} \][/tex]
Sustituyendo los valores:
[tex]\[ altura = \frac{270,000 \, \text{Pa}}{1030 \, \text{kg/m}³ \times 9.81 \, \text{m/s}²} \][/tex]
Realizando la división, obtenemos:
[tex]\[ altura \approx 26.721296873608264 \, \text{m} \][/tex]

Por lo tanto, la altura a la que subirá el agua por la tubería en el edificio, dado que el manómetro mide una presión de 270 kPa al nivel del piso, es aproximadamente 26.72 metros.

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