La Ley de Torricelli: concepto y origen
La Ley de Torricelli, también conocida como el teorema de Torricelli, es un principio de la hidrodinámica que se utiliza para calcular el flujo de líquidos. Esta ley fue descubierta por el físico italiano Evangelista Torricelli en el siglo XVII. En su experimento, Torricelli llenó un tubo de vidrio largo y delgado con mercurio, y luego lo dio vuelta y lo sumergió en un recipiente lleno de mercurio. El mercurio en el tubo descendió, dejando un espacio vacío en la parte superior. Este espacio vacío se conoce como el vacío de Torricelli, y su altura se puede utilizar para calcular la presión atmosférica.
Cálculo del flujo de líquidos por la Ley de Torricelli
La Ley de Torricelli se utiliza para calcular la velocidad de un líquido que fluye a través de un orificio. El principio detrás de la Ley de Torricelli es que la velocidad del líquido es proporcional a la altura del líquido sobre el orificio. El cálculo de la velocidad se realiza utilizando la siguiente fórmula:
v = √(2gh)
Donde v es la velocidad del líquido, g es la aceleración debida a la gravedad, h es la altura del líquido sobre el orificio y √ es la raíz cuadrada.
Ejemplo de aplicación de la Ley de Torricelli
Supongamos que tenemos un tanque de agua de 2 metros de altura y un orificio en la parte inferior del tanque. La altura del agua sobre el orificio es de 1 metro. La fórmula de la Ley de Torricelli se puede utilizar para calcular la velocidad del agua que fluye a través del orificio. La aceleración debida a la gravedad se considera constante a 9.8 m/s². La velocidad del agua será:
v = √(2 x 9.8 x 1) = √(19.6) = 4.427 metros por segundo.
Limitaciones y consideraciones de la Ley de Torricelli
La Ley de Torricelli tiene algunas limitaciones y consideraciones importantes. En primer lugar, la fórmula sólo es aplicable para líquidos incompresibles, es decir, líquidos que no cambian de volumen cuando se someten a presión. En segundo lugar, la fórmula no tiene en cuenta la fricción y la resistencia al flujo de los líquidos. Por lo tanto, la velocidad calculada por la fórmula será mayor que la velocidad real del líquido. En tercer lugar, la Ley de Torricelli no es aplicable para flujos que no son estacionarios, como los flujos turbulentos. A pesar de estas limitaciones, la Ley de Torricelli sigue siendo una herramienta útil para calcular el flujo de líquidos en muchos casos prácticos.
