Te recomendamos que revises esta resolución en un ambiente controlado antes de pasarlo a producción, un saludo.
Solución:
Muy interesante observación. Creo que lo que está observando cuando su boca está lejos del tubo es MÁS que solo el aire que exhala, porque el aire en la vecindad de su respiración está siendo “arrastrado” por algo llamado “arrastre”. Este es el principio detrás de un ingenioso ventilador, llamado Dyson Air Multiplier:
Puede encontrar una explicación detallada de cómo funciona aquí, pero debería ser bastante obvio a partir de la imagen: un poco de aire a alta velocidad está siendo forzado a través de los agujeros en el borde del dispositivo “sin ventilador” (en realidad, hay un ventilador en el base donde apunta la flecha azul oscuro – es responsable de crear el chorro de aire de alta velocidad) y este aire rápido arrastra consigo mucho aire más lento.
Es lindo, y funciona. Y eso es lo que estás haciendo con tu boca.
La razón del arrastre es el principio de Bernoulli: cuando el aire va más rápido, tiene una presión más baja, por lo que “succiona” el aire que lo rodea. Cuando las moléculas más lentas chocan con las más rápidas, terminan compartiendo el impulso. En lugar de uno rápido, ahora tienes dos de velocidad media.
Como se mencionó en la otra respuesta, se está arrastrando aire adicional. Este principio se puede utilizar para producir caudales considerables y diferencias de presión considerables.
Ejemplos
En una locomotora de vapor, el vapor de escape de los cilindros se dirige a una boquilla que apunta hacia arriba, hacia la salida del embudo. Esto atrae el humo a través de la caldera y lo expulsa del embudo, lo que permite que entre aire fresco para la combustión. http://en.wikipedia.org/wiki/Blastpipe
Otro dispositivo utilizado en las máquinas de vapor es el inyector, que utiliza el vapor de la caldera para bombear el agua de alimentación de la caldera (algo contradictorio, ¡la presión alcanzable es mayor que la presión del vapor utilizado!) http://en.wikipedia.org/wiki/ Inyector
En los laboratorios de química, un dispositivo similar utiliza la velocidad del agua del grifo para producir un vacío dentro de los desecadores (para secar las muestras) y para la filtración.
En la industria, los eyectores de vapor se utilizan para mantener el vacío, por ejemplo, en el condensador de la caldera de una central eléctrica (existe la posibilidad de que una pequeña cantidad de gas no condensable se filtre en el sistema).
Los carburadores utilizan este principio para mezclar aire y combustible. Cuanto mayor sea el flujo de aire, menor será la presión y más combustible se aspira. http://en.wikipedia.org/wiki/Carburetor
Estos dispositivos se denominan eyectores, eductores o (algo poco específico) dispositivos venturi.
Física subyacente
El principio en el trabajo aquí es la conservación de la cantidad de movimiento. La energía mecánica, sin embargo, no se conserva necesariamente. Los venturis largos bien diseñados pueden lograr eficiencias razonables, pero muchos dispositivos que funcionan según este principio no necesitan ser particularmente eficientes, y gran parte de la energía mecánica se disipa como calor por fricción.
El multiplicador Dyson Air mencionado en la otra respuesta se ve genial y es notablemente más silencioso que otros ventiladores (he visto uno funcionando en exhibición en una tienda por departamentos). Pero no es eficiente. Acelera una pequeña masa de aire a alta velocidad, luego la mezcla con el aire ambiente para producir una gran masa de aire a baja velocidad.
Conservación del momento: m1*v1 + m2*v2 = m total * v combinado
Al calcular las energías cinéticas de las corrientes, se hace evidente que, a menos que el dispositivo esté diseñado para garantizar que las velocidades de las dos corrientes sean aproximadamente las mismas en el punto de mezcla, se desperdicia mucha energía cinética m*v^2 / 2.
El principio de Bernoulli se puede utilizar para cálculos en los que el flujo arrastrado es muy pequeño en relación con el flujo principal.
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