Lab Fisica 3

Experimento N° 6

Estudio de fluidos

Resumen

En un comienzo se estudió la presión, para ello se registró la presión atmosférica que hay en la sala utilizando el sensor de presión digital, luego se presenció una demostración. Y por último se realizó una introducción al estudio de la hidrostática, para la cual verificamos de forma experimental el principio de Pascal. Para lo anterior se consideraron dos montajes que ayudaron al entendimiento del estudio de la hidrostática, el primero consiste en un tubo en forma de “U” en el que habían dos líquidos no miscibles, en ellos se pudo observar diferencias en sus alturas máximas que ayudaron a la aplicación del principio de Pascal. En el segundo montaje, otro tubo con agua, en el que se podrá notar que al introducir el sensor de presión a distintas medidas es posible generar variaciones de presión que desplazan al líquido.

Objetivos

Medir presiones superiores e inferiores a la atmosfera y estudiar la relación entre presión y profundidad de un fluido.

Determinar la densidad de un líquido desconocido.

Introducción

La mecánica de los fluidos estudia los fluidos tanto en estado de equilibrio, que es la hidrostática, como en estado de movimiento, que es la hidrodinámica. Dentro de la definición de fluidos se encuentran los líquidos y gases. Sin duda, los más importantes son el agua y el aire, como también los combustibles, los lubricantes, aceites, entre otros. Nosotros estudiaremos lo que sucede con los fluidos cuando son sometidos a distintas fuerzas, y como estos transmiten las fuerzas.

Método experimental

Materiales:

Sensor de presión

Tubo en “U”

Probeta

Agua

Globo

Regla

Bomba y campana de vacío

Primero se procedió a medir la presión atmosférica de la sala mediante un sensor de presión digital, lo que arrojó un resultado de 95,18 [Pascal]. Además se determinó el porcentaje en que disminuye la presión atmosférica de Santiago de Chile con respecto de la presión atmosférica normal (101,300 [Pascal]), lo que dio como resultado un 6,04% de depresión.

Luego se hizo una demostración de cómo afecta la presión en vacío, se coloco un globo a medio inflar al interior de la campana de vacío, posteriormente se procedió a eliminar el aire al interior de la campana, lo cual produjo un aumento en el globo, se puede decir que el globo aumenta de tamaño ya que Al ser más pequeña la presión exterior, el globo debe disminuir la presión interior, para poder lograr un equilibrio de presiones. Esto lo hace aumentando de volumen, es decir, hinchándose.

Un sistema de vacío en la producción de bajas presiones es un proceso bastante eficiente ya que, este sistema ayuda a ahorrar energía a los procesos. Entre los procesos que requieren vacío y baja presión podemos encontrar:

Evaporación al vacio:

La temperatura de ebullición de un líquido depende, además de su composición química, de la presión a la que está sometido. Si la caldera del evaporador trabaja en condiciones de vacío lo cual disminuye la presión, disminuye la temperatura de ebullición del residuo líquido a tratar.

Moldeo a Baja Presión:

Se efectúa el vacío absorbiendo el aire que hay entre la lámina y el molde, de manera que ésta se adapte a la forma del molde. Este tipo de moldeado se emplea para la obtención de envases de productos alimenticios en moldes que reproducen la forma de los objetos que han de contener.

Horno al vacío para cementación baja presión:

En la región de vacío medio y alto, la presión parcial del aire residual dentro del horno, se reduce considerablemente, lo que ofrece un entorno en el que procesar los componentes con escasa o nula oxidación de la superficie. La reducción del nitrógeno residual (N) también resulta beneficiosa para los materiales, en los que de otro modo se formarían nitruros.

Se puede decir que el área de influencia del vacío afecta a la mayoría de las industrias, lo cual le da un lugar preeminente en el desarrollo tecnológico de un país.

A continuación analizaremos el tema de la variación de la presión hidrostática.

- Sabemos que el cilindro está abierto en la superficie y por ende expuesto a la Presión Atmosférica, lo que significa que la presión aumentará conforme aumente la profundidad en el recipiente; veamos la variación de la presión en la siguiente tabla y posteriormente en el Grafico de aquella.

Profundidad [cm] 0,1 [m] 0,2 [m] 0,3 [m] 0,4 [m] 0,5 [m] 0,6 [m] 0,7 [m]

Presión [Kg/m3] 102305

[Kg/m3] 103285

[Kg/m3] 104265

[Kg/m3] 105245

[Kg/m3] 106225

[Kg/m3] 107205

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