Demostración del principio fundamental hidrostático

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OBJETIVO:  El alumno comprenderá experimentalmente las propiedades físicas de los fluidos en el transcurrir de la práctica.

EQUIPO UTILIZADO:

Mesa 1

• Balanza electrónica
• Vasos de precipitado de 1L
• Estopa
• Cuadro de madera (indicador)
• Sustancias (agua, petróleo, diésel, aceite grueso, aceite delgado, resina)

Mesa 2

• Juegos de placas de acrílico
•  Vaso de precipitado de 1L
• Palo de madera
• Sustancias (agua, petróleo, diésel, aceite grueso, aceite delgado)

Mesa 3

• Cuna de acrílico
• Tubos capilares
• Sustancias (mercurio, aceite, petróleo, diésel, agua)

Mesa 4

• Aro
• Navaja
• Vaso de precipitado
• Agua
• Agua con jabón
• Balanza de presión

Mesa 5

• Jeringa
• Vaso de precipitado de 1L
• Agua

Consideraciones técnicas:

Un fluido es un medio que toma la forma del recipiente que lo contiene.

Propiedades de un fluido son aquellas magnitudes físicas cuyos valores definen el estado en que se encuentra. Como son:

• Tienen distinto valor para fluidos diferentes,
• Pueden variar para un fluido determinado cuando varía el valor de alguna otra propiedad son: densidad, peso específico, viscosidad, comprensibilidad, tensión superficial, presión de saturación, etc.

Densidad  

Se define como masa por unidad de volumen:

   sus unidades en el S.I. son kg/m3[pic 5]

Volumen especifico

Es el inverso de la densidad y se define como el volumen ocupado por la unidad de masa del fluido:

      Sus unidades en el S.I. son m3/kg [pic 6]

Peso específico: Es el peso del fluido por unidad de volumen:

 Sus unidades en el S.I. son N/ m3[pic 7]

Gravedad especifica

Conocida también como "densidad relativa", es la relación entre el peso específico de un volumen de fluido y el peso específico del mismo volumen de agua en condiciones estándar de presión y temperatura.

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Viscosidad

Resistencia que un fluido opone a su deformación. Dada por la ley de Newton de la viscosidad

Sus unidades son SI: N s/m2[pic 9]

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

Descripción de los experimentos y observaciones.

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Mesa 1

En esta mesa nos dedicamos a hacer un pesaje de las diversas sustancias localizadas en la mesa, las cuales fueron: aceite delgado, petróleo, diésel, aceite grueso, agua y resina.

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Como parte de este experimento procedimos a pesar las diferentes sustancias y anotar la masa y volumen de dichas sustancias con ayuda de una balanza y los vasos de precipitado de 1L.

Como un segundo experimento se introdujo un prisma rectangular de madera en cada sustancia para poder observar qué tanto porcentaje de este se hundía en las diversas sustancias. [pic 12]

Observaciones: En esta mesa pude observar que a pesar de que se hubieran estandarizado las cantidades en volumen de las diversas muestras, los pesos siempre hubieran sido diferentes ya que cada fluido tenía diferente densidad en comparación al otro ocasionando que el peso aumentara o disminuyera en cualquiera de los casos.

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Mesa 2

Para el desarrollo de este experimento fue necesario el uso de placas de acrílico y de las siguientes sustancias: agua, petróleo, diésel, aceite grueso, aceite delgado.

En este experimento se colocó las sustancias sobre las placas de acrílico y después de uno segundo se intento deslizar una sobre otra y a su vez separarlas, para así poder ver la capacidad de adherencia de cada una.

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Observaciones: Dentro de este experimento pudimos apreciar cómo las sustancias que son mayormente viscosas tienen una mayor capacidad de adherencia y que las que son de menor viscosidad tienden a tener un menor grado de resistencia a ser separadas.

También se observó que mientras más espesa sea la sustancia más viscosa es.

Mesa 3

En la mesa número 3 se hizo un experimento de observación en el cual con apoyo de diversas sustancias pudimos observar con interactúan los diversos fluidos en diferentes cuerpos o recipiente. Para la elaboración de este experimento utilizamos como sustancias o fluidos de trabajos los siguientes: mercurio, aceite, petróleo, diésel, agua.

Observaciones: Aquí pude apreciar las diversas formas en la que actúa la capilaridad, ya sea en un tubo siendo como fenómeno principal la ascensión capilar en la que pude distinguir que a menor diámetro mayor es el ascenso y que dependiendo de las sustancias este ascenso es mayor o menor. También pude apreciar el cómo se forman menisco ya sean cóncavos o convexos.

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Mesa 4[pic 18]

En esta mesa se realizarán 3 experimentos en los cuales tendremos que:

1. Colocar una navaja de rasurar en la superficie del agua.
2. Con un aro sumergirlo en agua jabonosa, observar lo que sucede y por ultimo dentro de este mismo punto reventa una de las partes de la burbuja y ver qué sucede.
3. Sumergir el arco de la balanza de torsión y observar que sucede.

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Observaciones: Se pudo observar el cómo actúa la fuerza de empuje tanto en la balanza como en el experimento con la navaja.

Mesa 5

Para estos experimentos tendremos que apoyarnos de una jeringa para así poder crear diversas presiones y jugar con el aire atmosférico que tenemos y con el agua que podremos ingresar dentro de esta.  Al tener llena la jeringa ya sea de aire o de agua procederemos a tapar el orifico y aplicaremos una fuerza sobre el embolo de la jeringa, después de unos segundos destaparemos el orificio y veremos qué sucede.  [pic 20]

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