Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

Apartado sólo para repasar los problemas de física en el buceo.
Ejercicios para hacer entre todos. Leyes de física en el buceo.
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josean
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Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#1 Mensaje por josean »

Hola a todos,

Se me ha ocurrido pensar que el subforo de física del buceo está un poco cojo si no se incluye en algún hilo las leyes básicas, asi que he pensado en poner algunos problemillas de ejemplo. Espero que no haya muchos errores y que os guste.

1. LEY DE BOYLE: si la temperatura permanece constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión absoluta.
En esencia: P1xV1=P2xV2
El ejemplo del globo cuyo volumen se reduce ala mitad a 10 metros y a 1/3 a los 20 metros lo conocemos (o deberíamos conocer) todos, pero he visto un problemilla algo más complejo que se basa en esta ley :twisted:


Un buceador trata de rescatar un objeto que se encuentra a una profundidad de 26 metros en agua salada. Va a usar una cámara de aire y debe estar seguro de que por un lado será capaz de levantar el objeto y aun así no explotará conforme el aire se expanda durante el ascenso. El buceador ya ha determinado que se requerirán 29 Kilogramos de fuerza de empuje para liberar al objeto del fondo. ¿CUÁNTO SE EXPANDIRÁ EL AIRE AL SALIR A SUPERFICIE? ¿PODRÁ USAR ESA CÁMARA PARA ELEVAR EL OBJETO SIN EXPLOTAR ANTES DE LLEGAR A SUPERFICIE, SI SOPORTA HASTA 110 LITROS DE VOLUMEN?
Para simplificar los cálculos se considerará que 1 litro de agua salada pesa 1 kg (el peso aproximado real es de 1,03 kg)

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Atuntun
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#2 Mensaje por Atuntun »

muy acertado con estos recuerdos
y el Capitán Nemo exclama:
el mar no pertenece a los déspotas. En su superficie los hombres podrán aplicar leyes injustas, reñir, destrozarse unos a otros. Pero a 10 metros bajo el nivel de las aguas, cesa su reinado, se extingue su influencia y desaparece su poder.
Ahí solo existe la independencia.Ahí no reconozco voz de amo alguno. Ahí soy libre
Julio Verne: "20000 leguas de viaje submarino"

iel1979
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#3 Mensaje por iel1979 »

Hola Josean,

que debemos hacer¿? lo resolvemos o lo harás tu....

Saludos

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josean
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#4 Mensaje por josean »

Hola iel1979.

Estoy siguiendo el guión que hasta ahora se ha llevado en este subforo: lo dejaré unos dias colgado por si alguien se quiere entretener resolviéndolo por su cuenta.

En un par de días pongo la solución razonada...

Y luego si alguien quiere lo discutimos, que yo también puedo equivocarme.

Saludos

iel1979
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#5 Mensaje por iel1979 »

Ok!!

yo ya tengo mi respuesta espero coincida :pens:

Ciao!!

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josean
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#6 Mensaje por josean »

Esta es la solución que yo encuentro. Espero no enrrollarme mucho:

Según el PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES: “Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido que desplaza”.
Necesitamos un empuje ascensional de 29 Kg. Por lo tanto, el aire introducido en la cámara deberá desplazar un volumen de líquido que equivalga a ese peso. Ya hemos convenido que 1 litro de agua pesa 1 kg. Por tanto, el volumen de aire que debemos introducir en la cámara para que el objeto empiece a elevarse es de 29 litros (29 litros = 29 kg). V1= 29 l
La Presión absoluta a 26 metros será de 3,6 Atmósferas Absolutas (ATA): 1 Atmosfera de presión atmosférica a nivel del mar + 1 atmósfera adicional por cada 10 metros de descenso (en este caso 2,6 Atmósferas). P1 = 3,6 ATA
La presión absoluta a nivel del mar será de 1 atmósfera (por definición): P2 = 1 ATA.
Por tanto, en la fórmula P1xV1 = P2xV2 ; V2= (P1xV1)/P2 = 3,6x29/1 = 104,4 l
La cámara de aire en superficie tendrá un volumen 3,6 veces mayor, de 104 litros, y por tanto podrá ser usada sin estallar, ya que admitía hasta 110 litros.

iel1979
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#7 Mensaje por iel1979 »

ups!!!!

yo lo calculé a 29m de profundidad......
allí no se podia... pero por poco....

ahora me acuerdo de un profe que decía que leía demasiado rápido :oops: :oops: :oops:

Saludos!!!

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josean
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#8 Mensaje por josean »

No pasa ná. Lo importante es entender el "conceto" :)

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spg
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#9 Mensaje por spg »

Hola Josean:

Me parece que tienes un "error de concepto". 1 litro de agua salada no pesa 1 kg, pesa 1.03 kg. El que pesa 1 kg es 1 litro de agua pura (todo esto siguiendo las explicaciones del curso de divemaster). De todas formas, al final, la respuesta sigue siendo que, efectivamente, el globo aguanta.

Un saludo

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josean
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#10 Mensaje por josean »

josean escribió: Para simplificar los cálculos se considerará que 1 litro de agua salada pesa 1 kg (el peso aproximado real es de 1,03 kg)
:D

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spg
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#11 Mensaje por spg »

:lol:

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Guybrush
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#12 Mensaje por Guybrush »

Ummm , yo tengo una duda...
La ley de Boyle, dice que para que se cumpla la famosa fórmula V1xP1=V2xP2 la temperatura ha de ser constante.
Cuando realizamos un cálculo no hay que tener en cuenta que normalmente a más profundidad menos temperatura y hacer correciones?
No se si me explico.

Saludos
Si quieres leer un libro que te sorprenderá :

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Guybrush
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#13 Mensaje por Guybrush »

Guybrush escribió:Ummm , yo tengo una duda...
La ley de Boyle, dice que para que se cumpla la famosa fórmula V1xP1=V2xP2 la temperatura ha de ser constante.
Cuando realizamos un cálculo no hay que tener en cuenta que normalmente a más profundidad menos temperatura y hacer correciones?
No se si me explico.

Saludos
Bien me autocontesto acabo de leer la ley de Charles.
Si quieres leer un libro que te sorprenderá :

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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#14 Mensaje por aticus75 »

Mucha matematica no es lo mio
pero gracias

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athalward
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#15 Mensaje por athalward »

Jajaja no veía un problema así desde la carrera. Me has sacado una sonrisa. Muchas gracias!

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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#16 Mensaje por crasoner »

Y ahora viene la pregunta del que no ha visto esto nunca.

Y si te encuentras un objeto (cañon de navio del siglo XVI) y lo quieres reflotar, como narices sabes el peso de dicho objeto para utilizar la boya adecuada y que los cálculos no salga de zona de seguridad? Lo haces a ojímetro?
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crasoner
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#17 Mensaje por crasoner »

Fer Lopez escribió:Y ahora viene la pregunta del que no ha visto esto nunca.

Y si te encuentras un objeto (cañon de navio del siglo XVI) y lo quieres reflotar, como narices sabes el peso de dicho objeto para utilizar la boya adecuada y que los cálculos no salga de zona de seguridad? Lo haces a ojímetro?
Me autocito: Es a OJÍMETRO, lo he practicado hoy en el golfo de Tailandia...
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RafaO
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#18 Mensaje por RafaO »

:ok1:
Poco a poco, se llega lejos.....

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Batcan
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#19 Mensaje por Batcan »

Me ha llegado hoy por correo electrónico y no me resisto a compartirlo:

Teoría del Infierno.

La siguiente pregunta fue hecha en un examen trimestral de química en la Universidad de Toledo. La respuesta de uno de los estudiantes fue tan "profunda" que el profesor quiso compartirla con sus colegas, vía Internet, razón por la cual podemos todos disfrutar de ella.

Pregunta:

¿Es el Infierno exotérmico (desprende calor) o endotérmico (lo absorbe)?

La mayoría de estudiantes escribieron sus comentarios sobre la Ley de Boyle (el gas se enfría cuando se expande y se calienta cuando se comprime).

Un estudiante, sin embargo, escribió lo siguiente:

"En primer lugar, necesitamos saber en qué medida la masa del Infierno varía con el tiempo. Para ello hemos de saber a qué ritmo entran las almas en el Infierno y a qué ritmo salen.. Tengo sin embargo entendido que, una vez dentro del Infierno, las almas ya no salen de él. Por lo tanto, no se
producen salidas. En cuanto a cuántas almas entran, veamos lo que dicen las diferentes religiones: La mayoría de ellas declaran que si no perteneces a ellas, irás al Infierno. Dado que hay más de una religión que así se expresa y dado que la gente no pertenece a más de una, podemos concluir que todas las almas van al Infierno. Con las tasas de nacimientos y muertes existentes, podemos deducir que el número de almas en el Infierno crece de forma exponencial. Veamos ahora cómo varía el volumen del Infierno. Según la
Ley de Boyle, para que la temperatura y la presión del Infierno se mantengan estables, el volumen debe expandirse en proporción a la entrada de almas.

Hay, por lo tanto, dos posibilidades:

1ª. Si el Infierno se expande a una velocidad menor que la de entrada de almas, la temperatura y la presión en el Infierno se incrementarán hasta que éste se desintegre.

2ª. Si el Infierno se expande a una velocidad mayor que la de la entrada de almas, la temperatura y la presión disminuirán hasta que el Infierno se congele.

¿Qué posibilidad es la verdadera?

Si aceptamos lo que me dijo Teresa en mi primer año de carrera (hará frío en el Infierno antes de que me acueste contigo), y teniendo en cuenta que me acosté con ella ayer noche, la posibilidad número 2 es la verdadera. Doy por tanto como cierto que el Infierno es exotérmico y que ya está congelado.
El corolario de esta teoría es que, dado que el Infierno ya está congelado, ya no acepta más almas y está, por tanto, extinguido... dejando al Cielo como única prueba de la existencia de un ser divino y amoroso, lo que explica por qué, anoche, Teresa no paraba de gritar: ¡Oh Dios mío! "

Dicho estudiante fue el único que sacó 'sobresaliente'....

Sencillamente......¡¡¡ magistral !!!.....

No te tomes la vida tan en serio; al fin y al cabo no saldrás vivo de ella.
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Halcyon
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#20 Mensaje por Halcyon »

Un pequeño truco / consejo para recordar esta ley en forma de rima simple:

"El aire en el mar metío
cuanto más profundo, más encogío"

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vallekin
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#21 Mensaje por vallekin »

Batcan escribió:Me ha llegado hoy por correo electrónico y no me resisto a compartirlo:

Teoría del Infierno.

La siguiente pregunta fue hecha en un examen trimestral de química en la Universidad de Toledo. La respuesta de uno de los estudiantes fue tan "profunda" que el profesor quiso compartirla con sus colegas, vía Internet, razón por la cual podemos todos disfrutar de ella.

Pregunta:

¿Es el Infierno exotérmico (desprende calor) o endotérmico (lo absorbe)?

La mayoría de estudiantes escribieron sus comentarios sobre la Ley de Boyle (el gas se enfría cuando se expande y se calienta cuando se comprime).

Un estudiante, sin embargo, escribió lo siguiente:

"En primer lugar, necesitamos saber en qué medida la masa del Infierno varía con el tiempo. Para ello hemos de saber a qué ritmo entran las almas en el Infierno y a qué ritmo salen.. Tengo sin embargo entendido que, una vez dentro del Infierno, las almas ya no salen de él. Por lo tanto, no se
producen salidas. En cuanto a cuántas almas entran, veamos lo que dicen las diferentes religiones: La mayoría de ellas declaran que si no perteneces a ellas, irás al Infierno. Dado que hay más de una religión que así se expresa y dado que la gente no pertenece a más de una, podemos concluir que todas las almas van al Infierno. Con las tasas de nacimientos y muertes existentes, podemos deducir que el número de almas en el Infierno crece de forma exponencial. Veamos ahora cómo varía el volumen del Infierno. Según la
Ley de Boyle, para que la temperatura y la presión del Infierno se mantengan estables, el volumen debe expandirse en proporción a la entrada de almas.

Hay, por lo tanto, dos posibilidades:

1ª. Si el Infierno se expande a una velocidad menor que la de entrada de almas, la temperatura y la presión en el Infierno se incrementarán hasta que éste se desintegre.

2ª. Si el Infierno se expande a una velocidad mayor que la de la entrada de almas, la temperatura y la presión disminuirán hasta que el Infierno se congele.

¿Qué posibilidad es la verdadera?

Si aceptamos lo que me dijo Teresa en mi primer año de carrera (hará frío en el Infierno antes de que me acueste contigo), y teniendo en cuenta que me acosté con ella ayer noche, la posibilidad número 2 es la verdadera. Doy por tanto como cierto que el Infierno es exotérmico y que ya está congelado.
El corolario de esta teoría es que, dado que el Infierno ya está congelado, ya no acepta más almas y está, por tanto, extinguido... dejando al Cielo como única prueba de la existencia de un ser divino y amoroso, lo que explica por qué, anoche, Teresa no paraba de gritar: ¡Oh Dios mío! "

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perezd
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#22 Mensaje por perezd »

vallekin escribió:
Batcan escribió:Me ha llegado hoy por correo electrónico y no me resisto a compartirlo:

Teoría del Infierno.

La siguiente pregunta fue hecha en un examen trimestral de química en la Universidad de Toledo. La respuesta de uno de los estudiantes fue tan "profunda" que el profesor quiso compartirla con sus colegas, vía Internet, razón por la cual podemos todos disfrutar de ella.

Pregunta:

¿Es el Infierno exotérmico (desprende calor) o endotérmico (lo absorbe)?

La mayoría de estudiantes escribieron sus comentarios sobre la Ley de Boyle (el gas se enfría cuando se expande y se calienta cuando se comprime).

Un estudiante, sin embargo, escribió lo siguiente:

"En primer lugar, necesitamos saber en qué medida la masa del Infierno varía con el tiempo. Para ello hemos de saber a qué ritmo entran las almas en el Infierno y a qué ritmo salen.. Tengo sin embargo entendido que, una vez dentro del Infierno, las almas ya no salen de él. Por lo tanto, no se
producen salidas. En cuanto a cuántas almas entran, veamos lo que dicen las diferentes religiones: La mayoría de ellas declaran que si no perteneces a ellas, irás al Infierno. Dado que hay más de una religión que así se expresa y dado que la gente no pertenece a más de una, podemos concluir que todas las almas van al Infierno. Con las tasas de nacimientos y muertes existentes, podemos deducir que el número de almas en el Infierno crece de forma exponencial. Veamos ahora cómo varía el volumen del Infierno. Según la
Ley de Boyle, para que la temperatura y la presión del Infierno se mantengan estables, el volumen debe expandirse en proporción a la entrada de almas.

Hay, por lo tanto, dos posibilidades:

1ª. Si el Infierno se expande a una velocidad menor que la de entrada de almas, la temperatura y la presión en el Infierno se incrementarán hasta que éste se desintegre.

2ª. Si el Infierno se expande a una velocidad mayor que la de la entrada de almas, la temperatura y la presión disminuirán hasta que el Infierno se congele.

¿Qué posibilidad es la verdadera?

Si aceptamos lo que me dijo Teresa en mi primer año de carrera (hará frío en el Infierno antes de que me acueste contigo), y teniendo en cuenta que me acosté con ella ayer noche, la posibilidad número 2 es la verdadera. Doy por tanto como cierto que el Infierno es exotérmico y que ya está congelado.
El corolario de esta teoría es que, dado que el Infierno ya está congelado, ya no acepta más almas y está, por tanto, extinguido... dejando al Cielo como única prueba de la existencia de un ser divino y amoroso, lo que explica por qué, anoche, Teresa no paraba de gritar: ¡Oh Dios mío! "

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victormfr
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#23 Mensaje por victormfr »

Expresa el equilibrio de un gas a temperatura constante. Durante la inmersión la variación de temperatura del aire es mínima y por lo tanto la ley de Boyle es especialmente práctica para entender la relación entre presión y volumen. Básicamente, esta se ve enunciada en la siguiente igualdad: P1V1 = P2V2 La presión es inversamente proporcional al volumen de un gas: al aumentar la presión sobre una masa de gas, el volumen de este disminuye proporcionalmente. Así, una masa constante de aire, que en superficie (1 bar) ocupa un litro, verá su volumen reducido a la mitad (1/2 L) al someterse a una presión de 2 bar (-10 m), a un tercio (1/3L) a 3 bar (-20 m) y así sucesivamente. De igual manera, un litro de aire a 3 bar (-20m), aumentará su volumen en un 50% a 2 bar (1.5 L a -10 m) y lo triplicará a 1 bar (3 L en superficie), dado que los mayores cambios proporcionales, se dan en los primeros 10 metros.

laurennato
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Re: Las leyes básicas del buceo. I: LEY DE BOYLE

#24 Mensaje por laurennato »

Ley de Boyle, para principiantes: "El gas en el mar hundio, conti mas hondo, mas comprimio"

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