1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
PLANTEL ARAGÓN
INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE TERMODINÁMICA
PRACTICA #2
CONCEPTOS FUNDAMENTALES: “PRESIÓN”
POR:
CARTUJANO VERGARA JAIR ARMANDO
PANIAGUA CAMPOS JOSÉ DANIEL
PROFESOR:
ING. ALEJANDRO RODRÍGUEZ LORENZANA
JUEVES 17:30-19:00 HRS
FECHA DE REALIZACIÓN:08/09/2011
FECHA DE ENTREGA: 15/09/2011
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2. Objetivo
Aplicar los conceptos de presión, presión atmosférica, presión absoluta, presión manométrica, para comprender el
funcionamiento de un barómetro de Torricelli y sus diferentes tipos de aplicaciones.
Actividades
1. Determinar la presión atmosférica local mediante un barómetro de Torricelli.
2. Determinar las presiones absolutas en un sistema de bombeo.
3. Determinar la presión absoluta en el punto B mediante la obtención de la diferencia de presiones, con un
manómetro diferencial en un sistema de bombeo.
Material
1 barómetro de Torricelli.
1 flexometro
1 sistema de bombeo
Sustancias
Agua
Mercurio
Aspectos teóricos
Presión.- india la relación entre una fuerza perpendicular aplicada y el área sobre la cual actúa.
Donde:
P= presión(N/m2, lb/in2)
F= fuerza(N, lbf)
A= área (m2, in2)
Esta expresión indica que cuando mayor sea la fuerza aplicada, mayor será la presión para una misma área.
Peso específico.- es el peso del cuerpo por su unidad de volumen:
Donde:
= peso específico(N/m3, lb/in3)
P=peso del cuerpo (N,lbf)
V=volumen (m3, in3)
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3. Peso específico de un líquido.- es la densidad del fluido por la gravedad, o bien el peso por unidad de volumen de
fluido:
ó
Donde:
= peso específico (N/m3, lb/in3)
= densidad absoluta del líquido (Kg/m3, lb/in3)
g= gravedad (m/s2)
P=peso del cuerpo (N,lbf)
V=volumen (m3, in3)
Presión hidrostática.- es la ejercida por los líquidos en forma perpendicular a las paredes del recipiente que los
contiene. Dicha presión actúa en todas direcciones y solo es nula en la superficie libre del líquido. Se calcula de la
siguiente forma:
Donde:
P= presión(N/m2, lb/in2)
= densidad absoluta del líquido (Kg/m3, lb/in3)
g= gravedad local (m/s2, in/s2)
h= altura (m, in)
Presión Atmosférica.- la atmosfera es una capa de aire constituida por el 20% de oxígeno, 79% de nitrógeno y el
1% de otros gases. Debido a su peso ejerce una presión sobre todos los cuerpos que están en contacto con ella,
por ello se le llama presión atmosférica.
Esta presión varía con la altura, por lo que al nivel del mar tiene su máximo valor o presión normal equivalente a:
1atm= 760mm Hg= 1.013 x 105 Pa
En la ciudad de México su valor aproximado es de:
586 mm Hg= 0.78x 105 Pa
Torricelli fue el primero en construir un barómetro de mercurio en 1642.
Presión manométrica.- es aquella que se mide por encima de la presión atmosférica. Los dispositivos para medir
presión manométrica se llaman manómetros, por ejemplo, un manómetro de uso común es el de un tubo abierto
o manómetro de líquido, el cual tiene forma de “U”, generalmente contiene mercurio, pero si se requiere mayor
sensibilidad existen otros que pueden contener agua o alcohol. Son utilizados para medir la presión en calderas,
tanques de gas o cualquier recipiente a presión.
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4. Presión vacuometrica.- se mide por debajo de la presión atmosférica, por lo que se le conoce como presión de
vacío.
Presión absoluta y presión de vacío.- la presión relativa es tomada como punto de referencia de un valor dado, ya
que los manómetros y vacuometricos indican la presión relativa a la presión atmosférica. En un sistema la presión
relativa se refiere al vacío perfecto o presión cero, la presión relativa manométrica y vacuometrica se refieren a la
diferencia entre la presión absoluta de un sistema y la presión atmosférica de la localidad. La presión referida al
vacío perfecto se le da el nombre de presión absoluta.
Pabs=Patm+Prel
Pabs.vac=Patm-Pvac
Pabs.man=Patm+Pman
Cuando la presión en un sistema es menor que la presión atmosférica la presión es negativa. Se denota con un
signo negativo si es presión manométrica de vacío (vacuometrica).
Principio fundamental de hidrostática.- la presión ejercida por un líquido en cualquier punto de un recipiente está
en función del peso específico y de la altura que hay en el punto considerado a la superficie del líquido.
Principio de flotación o empuje hidrostático.- el empuje hidrostático ascensional W es numéricamente igual a la
suma de los pesos de los líquidos desplazados por el cuerpo sumergido, y cuyas densidades respectivas son
diferentes. Esta dado por:
Donde:
W= empuje hidrostático(N, lb)
g = gravedad
= densidad de los fluidos desplazados
V, V´= volumen desplazado por cada liquido
Si un fluido es un gas:
Si la densidad del cuerpo sumergido ( :
El cuerpo flota
El cuerpo está suspendido
El cuerpo se hunde
Principio de Pascal.- “si se aplica una presión a un fluido incomprensible (liquido), la presión se transmite, sin
disminución, a través de todo el fluido”.
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5. Este principio se aplica al funcionamiento de la prensa idraulica y otros dispositivos semejantes en los que
pequeñas fuerzas pueden vencer grandes fuerzas, es decir:
Principio de Arquímedes.- todo cuerpo sumergido en un fluido recib un empuje igual al peso del fluido
desalojado, es decir:
Donde:
W= peso ascendente (N, lb)
= peso específico (N/m3, lb/in3)
V= volumen que desaloja la parte sumergida del cuerpo (m3, in3)
Reglas de presión
1. La presión es la misma en cada uno de sus puntos.
2. La presión de un gas encerrado es la misma en todos los puntos que toca dicho gas.
3. Dos puntos a la misma altura o profundidad de un mismo líquido conectados entres si deberán soportar la
misma presión.
4. Un punto a mayor profundidad en un líquido soportara mayor presión que otro que se encuentra a
menos profundidad.
Características de la presión y las fuerzas dentro de Fluidos
I. En un fluido en reposo, la fuerza ejercida por el sobre una superficie colocada en el fluido es
perpendicular a la superficie.
II. La presión sobre la superficie es independiente de la orientación de la superficie.
III. En un fluido en reposo, la presión es constante a lo largo de un plano horizontal, si la superficie de un
líquido cual densidad está sometida a una presión P, la presión P en el interior de este líquido a una
profundidad h está dada por:
IV. Un líquido en equilibrio en una serie de recipientes abiertos, conectados tiene superficies abiertas en el
mismo nivel.
V. La diferencia de presiones entre dos niveles en un fluido de igual densidad es:
VI. Si una fuerza externa modifica la presión de equilibrio de cualquier punto en un fluido confinado, el
cambio de presión se transmite a todos los puntos dentro del fluido (Principio de Pascal).
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6. Desarrollo
I. OBTENCIÓN DE LA PRESION ATMOSFERICA
Mediante un flexometro, tomar la lectura de la columna de mercurio en el barómetro. Anotar la
lectura obtenida en la tabla correspondiente.
Determinar la presión atmosférica con la siguiente expresión:
II. DETERMINAR LA PRESION ABSOLUTA EN UN SISTEMA DE BOMBEO
Verificar que la válvula del globo se encuentre cerrada.
Accionar el interruptor del motor de la bomba.
En forma gradual, abrir la válvula del globo; hasta que la altura del mercurio sea considerable.
Estabilizar el sistema.
Efectuar las lecturas del vacuometro y el manómetro.
Obtener la presión absoluta.
Anotar los resultados en la tabla correspondiente.
III. DETERMINAR LAS DIFERENCIAS DE PRESIONES
Estando la bomba en funcionamiento, con el flexometro medir la altura del mercurio en el
manómetro diferencial.
Cerrar la válvula del globo.
Con el interruptor apagar el sistema.
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7. Tabla de resultados
UNIDADES
CONCEPTO
mmHg N/m bar psi inHg
Presión atmosférica 590 4
7.8 x 10 0.78 2.7 x 10
7
232.3
UNIDADES
CONCEPTO SÍMBOLO mmHg N/m bar psi inHg
Presión
Pabs_suc
absoluta de 531 7.06 x 10
4 0.706 2.45 x 10
7 209.05
succión
Presión Pabs_des
absoluta de 4.73 x 10
12
6.3 x 10
4 0.63 2.19 x 10
7
1.93 x 10
12
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8. CUESTIONARIO
1) ¿Por qué cuando un buzo desciende al fondo del mar, al subir tiene que pasar por una cámara de
descompresión?
Porque al momento de descender al fondo del mar el cuerpo del buzo se somete a un aumento
de presión diferente a la que existe en la superficie del mar, estará sobre él la presión atmosférica
y la presión que ejerce el agua sobre él, si al subir a la superficie no es sometido a un proceso de
descompresión el cambio de presiones provocaría alteraciones en su sistema nervioso y podría
morir, al igual que las maquinas el cuerpo humano está diseñado para trabajar en ciertos
estándares de presión.
2) ¿Varia la presión atmosférica con el clima?
La presión atmosférica no varía con respecto del clima es más bien el clima el que varía de
acuerdo al cambio en la presión atmosférica, es decir, si un barómetro registra que la presión atm
bajo significa que habrá mal tiempo, y si es al contrario el clima será estable.
3) ¿Qué es la presión osmótica?
4) ¿Qué efecto tiene la presión atmosférica cuando una persona que se ha cortado sangra?
Teóricamente no tendría nada que ver ya que la presión dentro del cuerpo es muy diferente a la
que se encuentra en la superficie terrestre, sin embargo al estar sobre nuestro cuerpo esa presión
es posible que al momento de altera el sistema (cuerpo humano) el flujo sanguíneo normal de la
venas se veo presionado a su vez por la presión del medio ambiente.
5) ¿Por qué oscilan las agujas de medición en la práctica realizada?
Porque se movían según el flujo del liquido y como este flujo no era uniforme es por eso que se
movían constantemente.
6) ¿Qué tipo de errores se cometieron en esta práctica?
Se incurrió en errores de medición, suele ocurrir constantemente con el uso del flexometro, en
cada practica se utiliza uno diferente además de que la interpretación por parte del encargado de
medir siempre varía de acuerdo con el criterio personal.
7) ¿Cuál es la presión sanguínea de un adulto saludable?
Debe ser menor de 120/80 mm de Hg
8) ¿Qué porcentaje de in Iceberg se encuentra sumergido?
Se tiene conocimiento que la parte de ellos que se puede observar es solo 1/9 por lo que más del
80% del cuerpo helado que se encuentra sumergido.
9) ¿A qué presión trabaja el condensador de una planta termoeléctrica?
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