practica de presion

OBJETIVOS

Estudiar el comportamiento de los vasos comunicantes.
Analizar el comportamiento de los fluidos inmiscibles en un tubo en U.
Calcular la densidad de un líquido desconocido mediante la diferencia de presiones.
Verificar la ecuación fundamental de la estática de fluidos.
Determinar volúmenes mediante la geometría de los vasos comunicantes.
Comprender los fundamentos delprincipio de Pascal a través la experimentación.

MATERIALES Y EQUIPOS USADOS

Tubo en U
Picnómetro
Balanza
Regla de 30 cm
Sistema de vasos comunicantes
Hilo
jeringa
3 líquidos miscibles ( agua, aceite, liquido desconocido)

FUNDAMENTACION TEORICA

Ecuación Básica de la Estática de Fluidos:
La ecuación básica de la estática de fluidos plantea como conocer la diferencia de presión quehay en dos puntos dentro de un fluido que se encuentran a diferentes profundidades, independientemente de la forma del recipiente.
Consideremos h1 = h2 se cumple que p1 = p2, lo que significa que la presión es la misma en todos los puntos de un plano horizontal dentro del líquido tal como se aprecia en la (FIGURA 1).Si esto es así, dos puntos dentro de un fluido se pueden conectar por una tuberíahecha con tramos verticales y horizontales.

FIGURA1: tubo en forma de U
De la figura 1 podemos inferir que: A lo largo del camino entre los puntos A y B hay una diferencia de presión correspondiente a

Para cada segmento vertical de altura yi, mientras que en los segmentos horizontales no hay cambio de presión. Entonces, la diferencia de presión entre los puntos A y B es rg veces la sumaalgebraica de los segmentos verticales que hay entre A y B, o bien:

Fluidos inmiscibles en un tubo en U
Si dentro del tubo en U tenemos dos líquidos inmiscibles, la presión es diferente para dos puntos A y B que se encuentren al mismo nivel pero dentro de los distintos líquidos. Veámoslo:

FIGURA 2: dos fluidos inmiscibles en un tubo en U
Supongamos que en un tubo U introducimos agua hastaun cierto nivel. Ahora, supongamos que vertemos aceite en la rama izquierda del tubo muy lentamente. Observamos que el agua baja una distancia (l) en dicha rama y sube la misma distancia en la rama derecha, tal y como se aprecia en la (FUIGURA 2). En la rama izquierda, la presión en la interface C entre el aceite y el agua será la misma que la presión en el punto D, al mismo nivel que C, pero enla rama derecha. Sobre el punto C tendremos una columna de aceite de densidad (r) y altura (d+2l), mientras que sobre el punto D tendremos una columna de agua de densidad (ra) y altura (2l). La distancia entre los puntos A y C es la misma que entre los puntos B y D, por lo que se cumple:



Si analizamos la ecuación anterior, observamos que:



En el caso del aceitey el agua, sabemos que, luego pA > pB.
Densidad de un líquido desconocido mediante la diferencia de presiones
Un tubo en U también se puede utilizar para calcular la densidad relativa de un líquido desconocido. Supongamos que en el tubo de la Figura2 en vez de aceite introducimos un líquido menos denso que el agua y no miscible.
En la interfase entre líquidos (C) la presión ejercida por lacolumna del líquido desconocido de densidad (r) es:
pC = rg (d+2l)
Y la presión en el punto D debida al peso de la columna de agua es:
pD = rg (2l)
Igualando ambas presiones y simplificando, obtenemos:

Vasos comunicantes
Para entender el funcionamiento de un sistema de vasos comunicantes es necesario mirar el principio fundamental de la hidrostática al revés.
En un fluido no está enequilibrio hay dos presiones: las dos columnas de fluido ejercen dos presiones diferentes, lo que supone que la parte del fluido situada, por ejemplo, en el interior del tubo que comunica ambos barriles, sufrirá dos presiones distintas, una que trata de desplazarlo hacia la derecha y otra hacia la izquierda(FIGURA 3):

FIGURA 3
De manera que el fluido se moverá hasta que la presión sea única,...