GUÍA DE LABORATORIO FISICA

HIDROSTATICA

CONSTRUCCION DE UN MANOMETRO DE AGUA Y MEDICIÓN DE PRESION

1. OBJETIVOS.- Realizar la construcción de un manómetro de agua.

- Entender por medio de la práctica de laboratorio el concepto de presión hidrostática y de presión atmosférica y el momento en el que se equilibran estas dos.

- Comprender el concepto de presión manométrica mediante el uso del manómetro como principal instrumento en la práctica.

- Analizar y comprender las diferentes relaciones y proporciones de la presión manométrica de acuerdo a las diferentes alturas a tener en cuenta de la membrana del manómetro la cual se atada a un globo inflado.

2. MATERIALES UTILIZADOS.- Una manguera transparente de jardinería.

- Una llave de paso.

- Un pedazo de tubo p.v.c. de 20 cm aprox.

- Cinta pegante.

- Globos de diferentes tamaños.

- Calculadora.

- Argollas y tornillos pequeños.

- Un triple de 60cm. X 30cm.

- Papel milimetrado.

- Regla.

- Goma.

3.TEORIA.Es muy conocido el hecho de que los líquidos presionan hacia abajo, sobre el fondo del recipiente que los contiene y hacia los lados sobre las paredes del mismo. El volumen de un líquido está sometido a la acción de la gravedad, el peso del líquido que se encuentra en la parte superior ejerce una presión sobre el líquido que se encuentra en la parte inferior, es decir la presión bajo el agua aumenta con la profundidad, como la presión hidrostática es

P = dgh,

Entonces se observa que la presión es independiente del área de la vasija y de su forma pues solamente influye la densidad del líquido y su altura. La densidad es una característica de cada sustancia y es el cociente entre la masa y el volumen y veremos que el valor de esta es independiente de la cantidad de sustancia que se escoja.Qué es el manómetro y para qué sirve?El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local.Un manómetro es un tubo; casi siempre doblado en forma de U, que contienen unlíquido de peso específico conocido, cuya superficie se desplaza proporcionalmente a los cambios de presión (5).En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de unidades (SI), la presión se expresa en Newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional. Cuando los manómetros deben indicar fluctuaciones rápidas de presión se suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea (6).Los tubos en U de los micro manómetros se hacen con tubos en U de vidrio calibrado de precisión, un flotador metálico en una de las ramas y un carrete de inducción para señalar la posición del flotador. Un indicador electrónico potencio métrico puede señalar cambios de presión hasta de 0.01 mm de columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de laboratorio.

4. PROCEDIMIENTO.

1. Tomar el triple y pegar sobre él el papel milimetrado.2. Se toma la manguera y en uno de sus extremos se coloca la llave de paso y a esta el

tubo pvc.3. Luego se procede a pegar la manguera al triple en forma de U tal como se indica en

la figura.

4. Se vierte agua en el extremo libre de la manguera hasta lograr el equilibrio en las dos ramas.

5. Se marca la altura inicial del agua que permanece en la manguera, y se señala sobre el papel milimetrado.Ahora se comienza a calcular la presión de los diferentes globos:

6. Se infla un globo y con la llave de paso cerrada se coloca en el extremo del manómetro:

7. Se mide el perímetro del globo para poder calcular su diámetro. Recuerden que:Diámetro= perímetro/π

8. Luego abrir la llave de paso, observar y marcar la nueva altura. Calcular la presión:P = ρ*g* 2Δh.

9. Se repite la experiencia para tres globos cn medidas diferentes.

5. ACTIVIDADES.

1. Llenar la siguiente tabla con los resultados obtenidos.

GLOBO 1 GLOBO 2 GLOBO 3

PERIMETRO DEL GLOBO

DIAMETRO DEL GLOBO

ALTURA INICIAL (h1)

ALTURA FINAL (h2)

VARIACION DE LA ALTURA (Δh)

PRESION

2. Realiza un gráfico Presión Vs. Diámetro del globo.

3. ¿Cómo varia la presión de acuerdo al diámetro del globo?