¿Cómo calcular la presión del líquido independientemente de la gravedad?

Question

Supongamos que tenemos un globo en un tanque lleno de un líquido , sin ningún tipo de gravedad fuerzas: Sólo conocemos la temperatura, V0 y V1

Quiero calcular la presión ejercida por el líquido sobre el globo. Si sólo estuviera lleno de gas podría calcularlo fácilmente con PV=nRT, pero esto no funciona para los fluidos.

Además, al excluir la gravedad, la única fuente de presión provendrá de la energía térmica ( las moléculas del fluido se mueven y golpean sobre el globo) + la energía de cohesión interna.

ACTUALIZACIÓN:

Creo que el único problema aquí es simplemente encontrar la presión ejercida sobre el globo por la presión cohesiva del líquido ( de hecho es una especie de ecuación de estado problema ). He estudiado mucho desde que hice esta pregunta. Hay 2 presiones que considero para usar como P en esta pregunta:

1- Densidad de energía de cohesión = 2,2973 GPa para el agua

2-Presión de cohesión interna= 168 MPa

Mi pregunta es ¿cuál debe usarse aquí como P?

Answer 1

Teniendo en cuenta tu comentario "En realidad es sólo una cavidad de aire hecha dentro del agua sin material de contorno":

$P_{in} = P_{out} + 2\gamma /R$

donde $R$ es el radio de la cavidad de aire y $\gamma$ es la tensión superficial de la interfaz aire-agua, que es de 0,072 N/m a 298K.

Ver Tablas internacionales de la tensión superficial del agua para los valores a otras temperaturas.

Para calcular $P_{out}$ en función de T y V, se necesita una ecuación de estado para el agua líquida.

Ver Una nueva ecuación de estado analítica para el agua líquida J. Chem. Phys., Vol. 110, páginas 484-496.

Answer 2

Dices que conoces la temperatura y el volumen del agua. Suponiendo que también conozcas la masa del agua, conoces tanto la temperatura como el volumen específico (la inversa de la densidad). Sólo necesitas una tabla termodinámica para las propiedades del agua líquida como éste del NIST para encontrar la presión. Si en realidad no tienes suficiente información para encontrar la masa del agua, entonces no tienes suficiente información para encontrar la presión.

Las tablas de líquidos comprimidos suelen estar indexadas por $P$ entonces por $T$ - es decir, hay sub-tablas para diferentes $P$ y cada subtabla está indexada por $T$ . La primera fila en cursiva de la tabla vinculada le indica que si tuviera $T=0$ $^\circ$ C entonces $\rho=999.8$ kg/m3 indicaría $P = 0.01$ MPa (de la 2ª columna, que está en la subtabla de 0,01 MPa) o $0.02$ MPa (a partir de la séptima columna).