Energía

La energía es la capacidad de un sistema de realizar trabajo. Su unidad en el sistema internacional es el Julio (J), aunque también es de uso común la caloría (cal) o el kWh. La energía que posee un fluido es la suma de tres factores:

1. Energía potencial: Debida a la altura a que se encuentre el fluido. Su valor Ep = m*g*h.
2. Energía cinética: Debida a la velocidad a que se desplace el fluido. Su valor Ec = 0.5*m*v².
3. Energía Hidrostática: Debida a la presión a la que se encuentra el fluido. Su valor Eh = p*V

La energía total del fluido es la suma de las tres. El físico suizo Bernoulli demostro que en un fluido: Ep +Ec +Eh =constante

En la imagen de la figura, en el tubo hay tres puntos disitintos:

Se pude demostrar que E_A= E_B= E_C=cte

En el punto A la energía será: E_A= p_A*V +m*g*h_A+0.5*m*v_A²

Al tener un estrechamiento en B, por lo que va a haber un aumento de velocidad (ley de la continuidad) y, al no haber una disminución de altura, debe haber un descenso de presión.

En el punto B la energía sera: E_B= p_B*V +m*g*h_B=A+0.5*m*v_B²

En C, hay una pérdida de altura. Como el tubo tiene la misma sección que en B, para compensar el descenso de altura debe de haber un aumento de velocidad. En C la energía será: E_C= p_B=C*V + m*g*h_C + 0.5*m*v_C²

Evidentemente en la mayoría de las veces vamos a necesitar una bomba como en la fuente de chorro de la figura. En este caso la energía del agua del estanque en el punto A es 0. La bomba va a aportar la energía suficiente en forma de energía cinética en el punto B que posteriormente se transformará en potencial en el punto C.

Pulsa la animación para simular el funcionamiento de una fuente:

Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.