PRÁCTICA 3 PRESIÓN. Laboratorio de Principios de Termodinámica y Electromagnetismo

Transcripción

1 PRÁCTICA 3 PRESIÓN Laboratorio de Principios de Termodinámica y Electromagnetismo M del Carmen Maldonado Susano 2015

2 Antecedentes

3 Fluido Es aquella sustancia que debido a su poca cohesión intermolecular carece de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene.

4 Tipos de Fluidos Líquidos Fluidos Gases

5 Presión Es una cantidad escalar que representan la magnitud de la fuerza perpendicular (F) que actúa en cada unidad de área (A).

6 Presión Matemáticamente se puede expresar. P F A F: Fuerza (N) A: área (m 2 ) P: Presión (N/m 2 )

7 Cuál ejerce mayor presión?

8 A menor área mayor presión

9 Presión hidrostática En los sistemas en reposo, la presión es uniforme en todas las direcciones alrededor de un volumen elemental de fluido.

10 Presión hidrostática Es la presión ejercida sobre el fondo de un recipiente que contiene un líquido en reposo. Sabemos que: P F A M del Carmen Maldonado Susano

11 Presión Hidrostática P g h P: Presión (Pascal) : densidad (Kg/m 3 ) g: gravedad (m/s 2 ) h: altura (m) M del Carmen Maldonado Susano

12 Presión hidrostática Sin embargo, la presión puede variar dentro del sistema en el caso de un fluido en presencia de un campo gravitatorio.

13 Se mide con un manómetro diferencial. Presión Manométrica P g h

14 Presión atmosférica Es la presión que ejerce la atmósfera sobre la tierra.

15 Presión atmosférica También se define como la presión ejercida para una columna de mercurio de 760 mm, con una aceleración de 9.81 m/s 2. Se mide con un barómetro.

16 Presión atmosférica Matemáticamente se calcula: P atm Hg g h Hg

17 Presión atmosférica La presión atmosférica varía con el lugar de la tierra. g = 9.81 m/s 2 g = 9.78 m/s 2

18 Presión atmosférica a nivel del mar g = 9.81 m/s 2 h = 76 cm de Hg Patm =?

19 Presión atmosférica a nivel del DF g = 9.78 m/s 2 h = 58 cm de Hg Patm =?

20 Objetivos A partir de un manómetro diferencial determinar la relación de la presión manométrica Pman en función de la profundidad y de un fluido en reposo. Determinar el modelo gráfico y el modelo matemático de la presión manométrica Pman en función de la profundidad y en un fluido homogéneo, en reposo. A partir del modelo matemático anterior, deducir la densidad y el módulo del peso específico del fluido empleado.

21 Objetivos Concluir respecto a la validez de la ecuación del gradiente de presión. Construir un barómetro con mercurio, como el empleado por Evangelista Torricelli. Medir la presión atmosférica local, a través del experimento de Torricelli.

22 Material 1 manómetro diferencial 1 recipiente de base cuadrada 1 flexómetro 1 tubo de vidrio de Ø 6 [mm], l > 60 [cm], sellado en un extremo. 1 frasco con mercurio 1 cápsula de porcelana 1 jeringa 1 transportador de plástico 1 par de guantes quirúrgicos (proporcionado por los alumnos)

23 Actividad 1 Medir la presión manométrica

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25 Tabla 1 Valores experimentales obtenidos con el manómetro diferencial (agua) h (m) Pman 1 (Pa) Pman 2 (Pa) Pman 3 (Pa) Pman (Pa)

26 Actividad 1 Obtener modelo gráfico y modelo matemático Pman (Pa) = m (Pa/m) h (m) + b (Pa)

27 Actividad 2 Medir la presión atmosférica

28 Patm (Pa) = densidad Hg (kg/m 3 ) * g (m/s 2 ) *h (m)

29 Tabla 2 Valores experimentales obtenidos con el barómetro de Torricelli. Brigada h (m) Densidad (Hg) P atm (Pa) experimen tal P atm (Pa) teórica % EE

30 Conclusiones

31 Bibliografía Cengel, Yunus A. y Boles, Michael A. Termodinámica Quinta Edición 2006 México