Medición de presiones por medio de un manómetro en 'u'

CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA DIVISION DE INGENIERIAS

Manómetro en ‘U’
Concurso de Física
Física II Miércoles 17 de Junio de 2009

Monserrat del Carmen Mejía Vargas José Roberto Vargas Jaramillo Eduardo Flores Martínez

MANÓMETRO EN U

INTRODUCCIÓN
Las mediciones de presión son las más importantes que se hacen en la industria; sobre todo en industrias de procesos continuos, como elprocesamiento y elaboración de compuestos químicos. La presión es una fuerza que ejerce sobre un área determinada, y se mide en unidades de fuerzas por unidades de área. Esta fuerza se puede aplicar a un punto en una superficie o distribuirse sobre esta. Cada vez que se ejerce se produce una deflexión (desviación de la dirección de una corriente), una distorsión o un cambio de volumen o dimensión. Losprincipios que se aplican a la medición de presión se utilizan también en la determinación de temperaturas, flujos y niveles de líquidos.

MANÓMETROS:
Un manómetro es un tubo; casi siempre doblado en forma de U, que contienen un líquido de peso específico conocido, cuya superficie se desplaza proporcionalmente a los cambios de presión.  Manómetro de columna líquida Este tipo de manómetros esla forma más sencilla de dispositivo para medir presiones, donde la altura, carga o diferencia de nivel, a la que se eleva un fluido en un tubo vertical abierto conectado a un aparato que contiene un líquido, es una medida directa de la presión en el punto de unión y se utiliza con frecuencia para Mostar el nivel de líquidos en tanques o recipientes Puede utilizarse el mismo principio conindicadores de tubo en U, en el cual, conocida la densidad del líquido empleado en él, la carga o altura constituye una medida de la presión relacionándola con la correspondiente a la atmosférica.

APLICACIONES PARA DETERMINAR DENSIDAD
Una aplicación de la ecuación fundamental de la estática de fluidos es la determinación de la densidad de un líquido no miscible con agua mediante un tubo en forma de U,comparando las diferentes alturas de las columnas de fluido sobre la superficie de separación. Fundamentos físicos En esta experiencia aplicamos la ecuación fundamental de la estática de fluidos: Se comparan dos líquidos inmiscibles, el agua, cuya densidad es conocida (1.0 g/cm3) y un líquido de densidad desconocida. Dado que A y B están a la misma altura sus presiones deben ser iguales:

Lapresión en A es debida a la presión atmosférica más la debida a la altura h2 de la columna de fluido cuya densidad r2 queremos determinar. pA=p0+ρ2gh2  La presión en B es debida a la presión atmosférica más la debida a la altura h1 de la columna de agua cuya densidad conocemos pB=p0+ρ1gh1 Igualando las presiones en A y B, pA=pB, obtenemos



Las densidades de los dos líquidos no misciblesestán en relación inversa a las alturas de sus columnas sobre la superficie de separación en el tubo en forma de U.

Desarrollo del experimento.
1. FENOMENO OBSERVADO: La diferencia de alturas en el manómetro indica que la densidad del agua es ligeramente superior a la del aceite, pues esta diferencia no es tan grande.

2. DETERMINACION DE VARIABLES RELEVANTES

Notación
ag ac

VariableDensidad del agua Densidad del aceite Volumen de agua Volumen de aceite Distancias medidas en el manómetro

Característica Constante Constante Controlado Controlado Controladas

Vag Vac ya, yb, yc, yd

3. PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS La densidad del aceite será menor a la del agua, y se comprueba a simple vista por la altura en el manómetro, y de forma experimental por la siguiente fórmula:4. MATERIAL:      Base de madera de madera con soporte. Manguera transparente Escalímetro y escuadra Abrazaderas Clavos      Martillo Agua Aceite comestible Colorante vegetal azul y amarillo Embudo

4.1. Especificación de incertidumbres del material usado: Aparatos de medición: escalímetro y escuadra (±0.5 cm) 5. Procedimiento: a) Arme la base para el manómetro en u como se muestra...