Si muevo mi mano bajo el agua muy rápido, se forman burbujas. ¿Se debe a la cavitación?

Gracias por la oportunidad de A2A.

Tenga en cuenta que el aire es compresible y su volumen se reduce bajo presión.

Tenga en cuenta también que si luego crea un espacio (vacío) en el agua a través de la acción de los movimientos de su propio cuerpo, el aire en las cercanías se expandirá posteriormente en ese vacío de baja presión que creó y se desarrollarán burbujas de aire a medida que el agua también -Envuelve el espacio.

¿De dónde viene el aire, puede preguntar?

Bueno, así como la humedad puede estar contenida dentro de la atmósfera en forma de vapor de agua, gases como el O2, N2, etc. están realmente presentes en el agua. Se dice que están en un estado disuelto. El aire también es uno de esos gases.

El aire también puede quedar atrapado cerca del cuerpo (en grietas y bolsillos) cuando el cuerpo ingresa al líquido y se sumerge. Ese aire se reducirá en volumen a medida que el cuerpo descienda dentro del líquido y se acumule presión, si el aire no puede escapar.

Por lo tanto, la “comida para llevar”: si el movimiento del cuerpo crea posteriormente huecos que permiten que el aire atrapado escape y el aire disuelto se expanda en el espacio, se formarán burbujas.

Esta respuesta representa la opinión de un laico y no es una explicación elaborada en el contexto de la física de la ocurrencia. Dejaré que los físicos se encarguen de esa tarea en particular.

Nota:
——
Obviamente, el aire atrapado en la superficie se eliminará por completo con el tiempo, sin embargo, el aire disuelto puede quedar atrapado durante la actividad sumergida.

¡Es posible! Suponiendo que el agua esté a temperatura ambiente, la presión de saturación (ebullición) es de casi 4 kPa. Considerando la presión ambiental y la densidad del agua como 100kPa y 1000 kg / m3 respectivamente, la ecuación de Bernoulli modificada dice:
donde ΔP es la diferencia de presión debido al aumento de la velocidad (Pa), w indica disipación de energía, ρ es la densidad del agua (kg / m3) y V es la velocidad del agua cerca del objeto en movimiento (m / s).
ΔP = 100,000-4000 = 96000 Pa.
Entonces ~ 14- e (m / s)
e es el término relacionado con la disipación ( w ). Podemos razonar que e no es significativo en velocidades de alrededor de 14 m / so menos. Por lo tanto, si logra mover su mano hacia el agua aproximadamente 14 m / s (50 km / h), entonces puede esperar la formación de burbujas de vapor de agua debido al efecto de cavitación.
De hecho, la cavitación es un factor importante para limitar la velocidad máxima de algunos animales que nadan rápidamente como los delfines.

Sí, esta es una cavitación acústica, no una cavitación hidrodinámica. La diferencia es que la velocidad del flujo del fluido es cero (en reposo) o insignificantemente pequeña en la cavitación acústica, mientras que en la cavitación hidrodinámica no podemos ignorar la velocidad del fluido. Como en su pregunta, la velocidad del fluido es insignificante. Como otro ejemplo, si aplicamos un campo de oscilación de presión al fluido (en reposo) en el recipiente, también existirá la formación de burbujas. La resistencia a la tracción del fluido es la razón en estos dos tipos de cavitación.

Esto es lo que pasa

A medida que su mano se mueve en el agua, la presión frente a su mano aumentará y la presión en la parte posterior disminuirá. Si mueve su mano lo suficientemente rápido, la presión en la parte posterior puede caer a la presión de vapor del agua a esa temperatura. Esto hace que el agua se evapore y cree una fase gaseosa. En otras palabras, lo que ves como burbujas en el dorso de tu mano en movimiento es principalmente agua en la fase gaseosa.

y sí, esto es cavitación!

nota: puede hervir agua aumentando la temperatura hasta el punto de ebullición (suponiendo que la presión sea constante, por ejemplo, cuando está preparando té) o disminuyendo la presión hasta el punto de ebullición (suponiendo que la temperatura sea constante, por ejemplo, la caja de burbujas mencionado). De hecho, si reduce la presión, la temperatura de ebullición disminuye. Un ejemplo clásico es que el agua hierve a una temperatura inferior a 100 C cuando estás en la montaña (la presión es menor en la montaña que el nivel del mar)

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