Si tuviera un contenedor plegable vacío (ubicado a 1,000 pies de profundidad en el fondo del océano) conectado a una manguera de agua en la superficie del océano, ¿podría llenar el contenedor a su capacidad o la presión del océano detendría esto?

A2A. Hay detalles que no están en evidencia en la pregunta. El contenedor está “colapsado”, por lo que presumiblemente está vacío o contiene algo de agua residual. La suposición clave es que su presión interior y la presión exterior están en equilibrio.

Teniendo en cuenta esa parte del sistema de forma aislada, si de alguna manera tuviera un método para mover el agua desde el área circundante al contenedor, ese método solo tendría que superar la resistencia del contenedor en sí.

A continuación, consideremos el tubo. Si el tubo se bajara (de alguna manera) de la superficie de manera que el nivel del agua en el tubo siempre coincida con el nivel de la superficie, entonces la presión interior del tubo también permanecería en equilibrio con la presión exterior hasta el fondo.

Entonces, cuando el fondo de la manguera está a la misma profundidad que el recipiente, la manguera y el recipiente están en equilibrio entre sí y con sus alrededores. Ahora, si conectamos el tubo al contenedor y vertimos o bombeamos agua en la parte superior, siempre que la cantidad que se agregue sea suficiente para superar la resistencia interna del contenedor, el contenedor simplemente debe inflarse. La profundidad no importa.

Nos faltan algunos datos importantes aquí. En particular, necesitamos saber dónde está la abertura del recipiente, qué tan grande es la abertura, cuánta presión genera la manguera y qué tan rígido es el recipiente.

La clave de todo esto es la idea de presión. Solo puede bombear material al contenedor si su manguera puede generar una presión mayor que la del océano. De lo contrario, el agua sobre el recipiente es demasiado pesada para que el agua de la manguera se salga del camino. Creará una gran copia de seguridad y probablemente romperá su equipo si intenta dejarlo en funcionamiento.

Tampoco explicas lo que quieres decir con “plegable”. ¿Estamos hablando de algo como un globo o algo más rígido? ¿Está empezando a colapsar o se abrió y se llenó de aire antes de hundirlo? Si está colapsado, todo en el párrafo anterior es válido, aunque el peso, el diseño y la rigidez del contenedor marcarán la diferencia. Si tiene aire, tendrá que encontrar una manera de eliminar el aire de alguna manera. De lo contrario, solo podrá bombear agua al recipiente hasta que la presión del aire sea demasiado alta para su manguera. Ahí es donde el tamaño y la ubicación de la abertura del contenedor hacen una gran diferencia. Si el aire puede salir, lo hará. Si no, vas a seguir aumentando la presión dentro del recipiente. Eso es más matemática de lo que puedo hacer en mi cabeza, pero la presión del aire dentro del recipiente y la presión del agua dentro y fuera del recipiente se igualarán en un punto. Y eso es todo lo que puedes llegar.

No ha especificado cómo quiere llenarlo.
Pero, en ausencia de eso, y por lo tanto, suponiendo que simplemente quiere decir dejar que el agua superficial “caiga” por la manguera en el recipiente, la respuesta sería “no”.
Si el contenedor se derrumba, entonces sus presiones internas y externas están en equilibrio, debe exceder la presión externa para que se “infle”.
Y no puede hacerlo simplemente con una columna de agua (en la manguera) sobre ella, ya que el agua también está en equilibrio con su entorno.

Lo que está postulando (o parece estar postulando) aquí es un caso más difícil [1] de preguntar “Si conecto una pajita a un globo, ¿la presión del aire a través de la pajita inflará ese globo?”

Por supuesto, si tiene una bomba que empuja el agua por la manguera, entonces la respuesta sería “solo si su bomba es capaz de producir la presión requerida”.

1 Debido a diferenciales de presión más grandes: superficie / 1,000 pies hacia abajo.

Depende. Si tuviera una caja infinitamente fuerte con una aspiradora perfecta en el interior, por supuesto, succionaría agua de la parte superior.

Por el contrario, si el aire del interior se mantuviera a la misma presión que el agua circundante (alrededor de 30 atmósferas), y no escapara, eso fácilmente mantendría el agua afuera.

Ahora, para el caso realista en el que la caja comienza vacía (aire a 1 atmósfera) y la baja incluso 33 pies (+1 atmósfera), luego tira de un tubo hacia la parte superior, ¿qué pasaría?

Bueno, a menos que la caja sea perfectamente rígida, el agua a su alrededor la exprimirá al menos un poco, expulsando un poco de aire. Si la melodía está (presumiblemente) debajo de la superficie para que el agua pueda caerse, lo haría, ya que el agua es más densa que el aire. Entonces se llenaría lentamente.

Puede ser más complicado si el tubo tiene forma de U, por lo que necesitará algún tipo de acción de sifón. Pero dejaré que un ingeniero hidráulico responda que …

Esto simplemente no funcionaría. Ni siquiera si mantienes abiertos ambos extremos de la manguera y encuentras alguna forma de conectarla al contenedor en la parte inferior.

De hecho, me pregunto cómo planeaba evitar que la manguera se colapsara al alcanzar el nivel de 1000 pies. A menos que ya esté lleno de agua de aproximadamente esa profundidad, la presión colapsaría la forma cilíndrica, cerrando la manguera. Pero si ya está lleno, ¿por qué no estás tomando el agua de esa profundidad en primer lugar? ¿Por qué estás tratando de llenarlo desde la superficie? Te sería muy difícil acumular suficiente presión para empujar el agua por la manguera.

Sí, absolutamente sin problemas, la columna de agua en la manguera proporcionaría la presión necesaria para inflar y llenar el contenedor plegable,

Sin embargo, si su intención era inflar el contenedor con agua y dejar solo aire en la manguera, entonces tendría problemas ya que el aire en la manguera necesitaría ser comprimido para forzar la apertura del contenedor para permitir la cantidad predefinida de agua. pulg. Todavía no es realmente un problema, pero simplemente requeriría 434 psi de presión de aire en la manguera. Basado en la diferencia entre el peso del aire (0.0807lb / sqft) y el agua de mar (62.38lb / sqft) calculo que el agua es 772 veces más pesada que el aire, lo que significa que una columna de aire tendría que tener 772000 pies de altura (* si el la parte superior del tubo se vio obligada a tener una presión de aire de nivel de sellado de 14.503psi) para proporcionar la misma presión que 1000 pies de agua de mar, estos números no representan el efecto reducido de la gravedad a grandes altitudes ya que estamos hablando de una columna de agua sobre 230km de altura.

Un orificio en la parte superior conectado a una manguera de ventilación a la superficie lo llenará si agrega otro orificio en cualquier parte del contenedor. El contenedor puede ser a cualquier profundidad. Esto supone que la manguera no forma una trampa. El contenedor se llenará hasta su capacidad, independientemente de la profundidad. El tanque se llenará más rápido si no se derrumba al comienzo del llenado.

El agua pesa aproximadamente 1/2 lb / ft. a 1000 pies = 500 psi. Probablemente no se necesite titanio, también es una fuerza de implosión.

Como algunas de las otras respuestas indican, la presión absoluta (en principio) no es importante aquí. Todo es equilibrio, y solo las diferencias de presión realmente importan. Entonces, ¿podrías llenarlo? Si, facilmente. Especialmente si la manguera está llena de un líquido muy pesado, como el mecurio, pero cualquier cosa que pueda generar la misma presión mayor que el agua a 1,000 pies. Como Steven indicó, solo el agua hará el truco si solo aumenta la presión un poco .
En realidad, realmente depende del contenedor, cómo colapsó, cómo se conecta la manguera, con qué desea llenarla, etc.

Depende de la capacidad de la bomba (y manguera) utilizada. El equipo debe ser capaz de manejar la presión del “océano” (la altura de la columna de agua) a 1,000 pies (~ 305 m), aproximadamente 30 kg / cm ^ 2 (~ 425 psi).

No creo que deba perder ningún crédito por mi respuesta, sin embargo, aquí está de todos modos. Creo que su contenedor explotaría como usted dijo que era plegable. Si se diseñó para colapsar solo cuando lo necesitaba, entonces necesitaría tener la fuerza para soportar la presión desde la que se aplicaría el agua. Siendo este el caso, la fuerza neta ahora es cero; La resistencia a la tracción de las paredes del contenedor se opondría a las fuerzas internas para equilibrar la presión: acción y reacción. Luego, puede agregar agua a su tanque a través de la manguera, siempre que el agua que se alimenta a la manguera esté sobre el nivel del mar: la columna de agua tiene su propio peso y es más alta que el nivel del agua del océano; Tiene una presión ligeramente mayor. Asegúrese de que su manguera pueda soportar la presión que el agua alrededor de la manguera también aplicaría …

A 1000 pies de profundidad del agua del océano, tendría una presión de 459.062 PSI o 31.23 atm presionando el contenedor. Para llenar su contenedor plegable al máximo, necesitaría vencer esa fuerza con igual o mayor presión. Esto se puede lograr si está utilizando un sistema de bombeo presurizado de suficiente resistencia, pero si solo está vertiendo líquido en el extremo abierto de la manguera que está al nivel del mar, creo que solo sería posible si estuviera vertiendo líquido que era de igual o mayor densidad que el agua del océano, y si el compartimiento tenía una segunda manguera para permitir que escape el aire. Luego, tendría que verter líquido para llenar no solo el recipiente, sino también la manguera que se extiende hasta la superficie del océano, lo que permitiría igualar las presiones internas y externas, y en ese momento creo que tener un líquido más denso dentro del compartimento y la manguera permitiría que el contenedor se distendiera a su máxima capacidad.

Buena pregunta y no estoy 100% seguro de mi respuesta, pero voy a decir que sí, puede hacerlo y no tendrá una presión súper alta.

En primer lugar, supongo que el contenedor está vacío y colapsado, no está tratando de reemplazar el aire y no contiene vacío. Así que estoy pensando que es como tener un globo vacío conectado a la manguera a 1000 pies. También estoy asumiendo que la manguera está llena de agua de mar.

La pregunta es si se necesita una presión súper alta para empujar el agua por la manguera y llenar el recipiente. Bueno, comencemos imaginando el recipiente ya lleno (de agua de mar) y conectado a la manguera (también llena de agua de mar). ¿Se derrumbaría el contenedor debido a la presión a 1000 pies, empujando el agua hacia la manguera? No. No lo haría porque la columna de agua de 1000 pies en la manguera está empujando hacia abajo y hacia afuera tanto como el agua alrededor está empujando hacia arriba y hacia adentro. Está en equilibrio.

Así que ahora volvamos a la pregunta, donde la manguera está llena pero el contenedor está colapsado y vacío. Para llenar el recipiente, solo tiene que aumentar la presión en la manguera un poco más de lo que era antes.

Entonces diré que sí, sería fácil. Como dije, no soy el 100% de mi respuesta, así que espero que cualquier error sea corregido.

Respuesta corta: sí. Estática fluida. La presión es solo peso, su manguera tiene una columna de agua de 1000 pies, Pascal para Pascal emparejado cada milímetro del camino por cada otra dimensión de ancho de manguera de agua, incluidas las que empujan su bolsa vacía,

Aumente la presión en su manguera y obtendrá la cerveza allí, ok.
Pero será plano.
Y el alcohol y las mezclas para respirar a alta presión no funcionan bien.

Que te diviertas. En Vivo

Primer problema, la manguera tendría que estar hecha de titanio de media pulgada de espesor, de lo contrario se colapsaría.

Puede llenar el recipiente, pero primero debe llenar la manguera con agua. La presión del agua en la manguera, todos los 1000 pies verticales de la misma, será igual a la presión sobre el recipiente del agua sobre el recipiente. Por lo tanto, solo tiene que llenar la manguera, además de empujar un poco más de agua, para expandir el contenedor.

Esa presión del agua colapsaría la manguera. E incluso si pudiera suministrar agua a presiones normales para el uso en superficie, la lata aún se aplastaría hacia adentro.