Presión- fisicoquímica.

Presión
Se define la presión producida por una fuerza F, perpendicular a una superficie y distribuida sobre su área A, de la siguiente manera:

La presión p, ejercida por la fuerza F sobre el área S, es la relación entre la magnitud de F y el valor del área S, es decir:

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Unidades:

La unidad debe referirse a una relación entre una unidad de fuerza y una de superficie.

En elSIMELA, la unidad correspondiente es el hectopascal (Hpa) y se refiere a la presión que realiza una fuerza de 1 Newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado.

Otras unidades utilizadas son:
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Las equivalencias correspondientes son las siguientes:
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Ejercitación:
(En los problemas, cuando se trate de unidades de fuerza, se denotará kgf o gf)
1. ¿Cuál es la presión que ejerce una cajade base cuadrada de 15 cm de lado si pesa 340 gf?
2. ¿Cuál es la superficie sobre la cual actúa una fuerza de 135 kgf si produce una presión de 160 gf/cm2?
3. Una fuerza de 55 N actúa sobre una superficie produciendo una presión de 120 Hpa. ¿Cuánto mide la superficie?
4. La presión de aire que se coloca en un neumático es de 30 lb/ft2. ¿Cuál será la fuerza que recibe el piso si la superficie decontacto es de 250 cm2?
5. ¿Cuál es el valor de la fuerza aplicada sobre una superficie de 30 cm2 si la presión que soporta es de 50 mm de Hg?
6. Considerando la superficie de apoyo de la suela de un zapato de hombre de 200 cm2 y la de un zapato vestir de mujer de 60 cm2, siendo el taco de 2 cm2, calcular:
a. ¿Qué presión produce un hombre de 80 kgf sobre el piso estando de pie? ¿Y una mujerde 50 kgf?
b. ¿Por qué duele más el pisotón de una mujer que el de un hombre? ¿Y si la mujer pisa con el taco de un zapato de vestir?

Presión en fluidos
Recordemos que los fluidos son los líquidos y gases, que toman la forma del recipiente que los contiene.

Si hacemos la experiencia de llenar un globo con agua, si presionamos de un lado del globo, vamos a sentir que hace fuerza del otrolado, es decir que la presión que se hace de un lado se siente también en otro. Esto es lo que Pascal descubrió y enunció así:

Principio de Pascal: Toda presión ejercida en el interior de la masa de un fluido se transmite a todos los puntos de la misma

Este principio se tuvo en cuenta para la construcción de una máquina: la prensa hidráulica. Es un aparato que permite generar fuerza a partir deuna fuerza menor.

Prensa hidráulica
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La presión ejercida en el primer émbolo va a ser igual a la del segundo émbolo, ya que se transmite por la masa del líquido contenido en el recipiente.

Así podemos a partir de una fuerza pequeña en el émbolo menor, obtener una fuerza mayor en el otro émbolo. Por ejemplo, si en un émbolo de 20 cm2 de superficie se hace una fuerza de 10 kgr, lafuerza obtenida en el émbolo mayor de 15 m2 de superficie será:

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Como podemos observar, se ha multiplicado la fuerza. Esta prensa se utiliza en frenos hidráulicos, elevadores de autos, sillones de dentistas, etc.

Ejercitación:

1. La superficie de un pistón chico de una prensa hidráulica es de 20 cm2. Si sobre él actúa una fuerza de 10 kgr, ¿qué fuerza se ejercerá en el pistón de50 dm2?
2. En un taller mecánico el elevador de autos realiza una presión de 5885 Hpa. ¿Cuál será el peso máximo de un vehículo que desee levantar si la chapa que lo contiene mide 5m por 3m?
3. Si quiero construir una prensa hidráulica para producir una fuerza de 300 kgr, ¿qué superficie deberá tener el émbolo mayor si el menor puede originar una presión de 1,67 khr/cm2? Indica una medidaposible para el pistón si sabemos que debe ser rectangular.
4. Las superficies de los émbolos de una prensa son de 6 cm2 y 30 cm2. ¿qué fuerza se deberá aplicar en cada uno si la presión debe ser de 4 atm?
5. ¿Cuál es el peso máximo que soporta un sillón de dentista cuya base es de 50 cm por 40 cm si el dentista genera una fuerza de 6 kgr en una superficie de 16 cm2?
6. En una prensa hidráulica...