ensayo





INTRODUCCIÓN
Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí (por su parte inferior) y en uno de ellos vertimos un líquido. La presión aplicada en un punto transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo Permitir, a partir de la medida de las alturas, la determinación experimental dela densidad relativa de un líquido respecto de otro yconstituye, modo de medir densidades de líquidos no miscibles si la de uno de ellos es conocida.
Marco Teórico
Cuando se ponen en comunicación dos depósitos que contienen un mismo líquido que inicialmente están a distinta altura, el nivel de uno de los depósitos baja, sube el del otro hasta que ambos se igualan. Los conductores se comportan de modo análogo: cuando dos conductores que están a distintopotencial se conectan entre sí. La carga pasa de uno a otro conductor hasta que los potenciales en ambos conductores se igualen.
En esta página, vamos simular el comportamiento de dos vasos comunicantes suponiendo que la velocidad del fluido en el tubo de comunicación es proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de alturas que alcanza el fluido en ambos recipientes.


Fundamentos físicosDos recipientes de secciones S1 y S2 están comunicados por un tubo de sección S inicialmente cerrado. Si las alturas iniciales de fluido en los recipientes h01 yh02 son distintas, al abrir el tubo de comunicación, el fluido pasa de un recipiente al otro hasta que las alturas h1 y h2 del fluido en los dos recipientes se igualan.

Si h01>h02, la altura h1 del fluido en el primer recipientedisminuye y aumenta la altura h2 en el segundo recipiente. La cantidad total de fluido no cambia, de modo que
S1h1+S2h2=S1h01+S2h02=(S1+S2)heq
Donde heq es la altura final de equilibrio.
Vamos ahora a deducir la función que describe la evolución de la altura h1 o h2 con el tiempo t.
El teorema de Torricelli afirma que la velocidad de salida del fluido por un orificio situado en el fondo de unrecipiente es

Siendo h la altura del fluido en el recipiente por encima del orificio
Si ahora tenemos dos depósitos conectados, podemos describir el comportamiento de los vasos comunicantes suponiendo que la velocidad del fluido en el tubo de comunicación es proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de alturas que alcanza el fluido en ambos recipientes.

La cantidad de fluido que sale delprimer recipiente a través del tubo que comunica ambos recipientes en la unidad de tiempo es vS, y en el tiempo dt será vSdt.
La disminución de la altura h1 en el primer recipiente se expresa del siguiente modo

Escribiendo h2 en función de h1, podemos integrar fácilmente esta ecuación


Se alcanza la altura de equilibrio heq después de un tiempo t que se calcula poniendo en la ecuaciónprecedente h1=heq.
Ejemplo:
Sean las alturas iniciales h01=25 cm y h02=10 cm,
Los datos de los recipientes y del tubo de comunicación son
el radio del recipiente izquierdo por ejemplo, 10 cm
el radio del recipiente derecho por ejemplo, 5 cm
el radio del tubo de comunicación entre ambos recipientes por ejemplo, 0.2 cm
Los valores de las secciones respectivas serán seránS1= 102 cm2, S2= 52 cm2, S= (0.2)2 cm2
Obtenemos la altura de equilibrio,
S1h01+S2h02=(S1+S2)heq
Con estos datos heq=22 cm
Sustituyendo los datos en la ecuación de la altura en función del tiempo, se obtiene el tiempo t hasta que se alcanza la altura de equilibrio de 22 cm que vale 21.8 s. Para calcular este valor se sugiere pasar los datos de cm a
Materiales y Procedimiento

Materiales

Pie estativo

Varilla deSoporte

Vasos Precipitados

Campana de vidrio con tubuladura

Tubito de vidrio


Soporte para tubos de vidrio


Tubo de PVC


Glicerina





MONTAJE

Une las dos campanas con un tubo de unos 50cm de largo y llena las dos hasta la mitad con agua









Realización
Observa el nivel del agua en las dos campanas, y dibújalos en la figura
Quita la campana...