El Barometro

El Barómetro

Este es un instrumento para medir la presión atmosférica, es decir, la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmósfera.

El peso del aire ejerce sobre la tierra una presión que es llamada "presión atmosférica". Este fenómeno fue descubierto por Evangelista Torricelli.

Inventó un tubo llamado "Tubo de Torricelli" o Barómetro (del griego "baros": peso de y "métron": medida), que servía para medir esta presión atmosférica.

Torricelli nació en Faenza el 15 de octubre de 1608. A los diecinueve años, en 1627, inició sus estudios en la Universidad de Roma, en la que años después se desempeñó como profesor.

En 1641 publicó su primer libro. Sus obras más importantes son el "Tratado del Movimiento" y "Obras geométricas"

Torricelli se trasladó a Florencia para poder trabajar más en contacto con Galileo, quien al poco tiempo murió. Y Torricelli se convirtió en el Matemático del Gran Duque de Toscana, y se dedicó con afán al estudio de los fenómenos científicos.

Falleció a los treinta y nueve años de edad, el 25 de octubre de 1647.

El Tubo de Torricelli calcula, a través de un tubo de mercurio de 76 centímetros de altura, que se equilibra con la presión atmosférica. De acuerdo con sus estudios, el aire presiona sobre sobre cada centímetro cuadrado con un peso de 1.033 gramos, es decir, 1,033 g/cm. (Esto surge del conocimiento del peso de un centímetro cúbico de mercurio: 13,59 g/cm3, que fuera multiplicado por 76 cm. de altura del mercurio en el tubo, con lo que se obtiene que 13,59g/cm3 X 76 cm. = 1.033 g/cm3).

De esa fórmula surge la unidad para medir presiones, llamada atmósfera:

1 atmósfera = 1.033 gramos

La presión atmosférica es variable, e influencian en esto:

Variación de la altura: A mayor altitud menor presión. (A mayor altura, menos masa de aire existente)

Humedad o sequedad del aire (El aire húmedo es menos pesado que el aire seco).

Barómetro de Fortin: es más perfeccionado pero basado en el de Torricelli

Se emplea en las estaciones meteorológicas y lleva el nombre del Físico que lo perfeccionó.

Los barómetros metálicos son menos sensibles que los de mercurio pero más prácticos y transportables. El más utilizado es el holostérico, que hace vacío en una caja metálica.

El Barógrafo es un barómetro holostérico formado por varias cajas, con mayor sensibilidad.

Altímetro: es un barómetro que señala la altitud sobre el nivel del mar, de un lugar, y la presión atmosférica. Es metálico y provisto de una doble graduación. Era usado por los aviadores.

El Barómetro para la previsión del tiempo: indica en su cuadrante la presión y el estado del tiempo.

El barómetro aneroide es un barómetro preciso y práctico; en éste, la presión atmosférica deforma la pared elástica de un cilindro en el que se ha hecho un vacío parcial, lo que a su vez mueve una aguja.

Manómetro

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Un manómetro (del gr. μανός, ligero, poco denso, y ‒́metro) es un aparato de medida que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Existen, básicamente, dos tipos: los de líquidos y los de gases.

Contenido

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• 1 Características y tipos de manómetros

o 1.1 Manómetro de dos ramas abiertas

o 1.2 Manómetro truncado

o 1.3 Manómetro metálico o aneroide

• 2 Referencias

o 2.1 Véase también

o 2.2 Bibliografía

o 2.3 Enlaces externos

Características y tipos de manómetros [editar]

Fig. 1. Manómetro de dos ramas abiertas.

Fig. 2. Manómetro truncado.

Fig. 3. Manómetro de Bourdo (fundamento).

Fig. 4. Manómetro de fabricación sueca instalado en una máquina de vapor.

Fig. 5. Manómetro.

Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismos principios en que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa bien sea por encima o por debajo de la presión atmosférica. Los manómetros que sirven para medir presiones inferiores a la atmosférica se llaman manómetros de vacío o vacuómetros.

Manómetro de dos ramas abiertas [editar]

El manómetro más sencillo consistente en un tubo de vidrio doblado en ∪ que contiene un líquido apropiado (mercurio, agua, aceite, ...). Una de las ramas del tubo está abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir (Figura 1). El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en ∪, haciendo contacto con la columna líquida. Los fluidos alcanzan una configuración de equilibrio de la que resulta fácil deducir la presión manométrica en el depósito:

donde ρm y ρ son las densidades del líquido manométrico y del fluido contenido en el depósito, respectivamente. Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del líquido manométrico, en la mayoría de los casos podemos despreciar el término ρgd, y tenemos

de modo que la presión manométrica p-patm es proporcional a la diferencia de alturas que alcanza el líquido manométrico en las dos ramas. Evidentemente, el manómetro será tanto más sensible cuanto menor sea la densidad del líquido manométrico utilizado.

Manómetro truncado [editar]

El llamado manómetro truncado (Figura 2) sirve para medir pequeñas presiones gaseosas, desde varios torrs hasta 1 Torr. No es más que un barómetro de sifón con sus dos ramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un depósito cuya presión supere la altura máxima de la columna barométrica, el líquido barométrico llena la rama cerrada. En el caso contrario, se forma un vacío barométrico en la rama cerrada y la presión absoluta en el depósito vendrá dada por

Obsérvese que este dispositivo mide presiones absolutas, por lo que no es un verdadero manómetro. 28Heiser?¡*

Manómetro metálico o aneroide [editar]

En la industria se emplean casi exclusivamente los manómetros metálicos o aneroides, que son barómetros aneroides modificados de tal forma que dentro de la caja actúa la presión desconocida que se desea medir y fuera actúa la presión atmosférica. El más corriente es el manómetro de Bourdon, consistente en un tubo metálico, aplastado, hermético, cerrado por un extremo y arrollado en espiral (Figura 3). El extremo abierto se comunica con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir; entonces, al aumentar la presión en el interior del tubo, éste tiende a desenrollarse, y pone en movimiento una aguja indicadora frente a una escala calibrada en unidades de presión.

El principio de Pascal y sus aplicaciones

La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.

Este enunciado, obtenido a partir de observaciones y experimentos por el físico y matemático francés Blas Pascal (1623-1662), se conoce como principio de Pascal.

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es constante, de modo que de acuerdo con la ecuación p = po + • g • h si se aumenta la presión en la superficie libre, por ejemplo, la presión en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que • g • h no varía al no hacerlo h.

La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma instantánea a todo el resto del líquido; por tanto, será igual a la presión p2 que ejerce el líquido sobre el émbolo de mayor sección S2, es decir:

p1 = p2

con lo que:

y por tanto:

Si la sección S2 es veinte veces mayor que la S1, la fuerza F1 aplicada sobre el émbolo pequeño se ve multiplicada por veinte en el émbolo grande.

La prensa hidráulica es una máquina simple semejante a la palanca de Arquímedes, que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye el fundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos hidráulicos de maquinaria

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