Tubo De U

TUBO EN U (25-04-11)

Edgar Beleño, Jorge Gonzáles, Habib Julio, Víctor Anaya, Osvaldo Romero

Facultad de Ingeniería

Universidad del Atlántico

Grupo 4

RESUMEN

El presente informe da a conocer los resultados obtenidos en la práctica sobre el estudio de un manómetro en forma de tubo en U, mediante el cual se determinó experimentalmente las densidades de dos líquidos comparando los resultados obtenidos con los valores establecidos.

ABSTRACT

The present report presents the results obtained actually on the study a pressure gauge in the form of tube in U, by means of which it experimentally determined the densities of two liquids comparing the results obtained with the established values.

FUNDAMENTOS TEORICOS

Los fluidos son de vital importancia en muchos aspectos de la vida cotidiana debido a que poseen diversas aplicaciones y son la base de muchos mecanismos de ingeniería, a través del estudio de estos se ha logrado mejorar el rendimiento de aviones y barcos, además de que estos circulan por todo el cuerpo. La materia se puede clasificar en tres estados, cada uno de estos posee ciertas características que los diferencia de los otros dos, un sólido posee volumen y forma definida, los líquidos poseen un volumen definido pero no una forma, por último los gases no tienen ni volumen ni forma definida. En si los estados líquidos y gaseosos de la materia reciben el nombre de fluidos; estos se definen como cualquier sustancia que puede fluir conformada por un conjunto de moléculas distribuidas al azar que se encuentran unidas por débiles fuerzas cohesivas y por fuerzas ejercidas por las paredes del recipiente que los contiene [1].

Los fluidos no soportan esfuerzos de corte, por lo que un fluido en reposo ejerce una fuerza perpendicular a cualquier superficie en contacto con él, ya sea la pared del recipiente o un cuerpo que se encuentre sumergido en el. Dicha fuerza se debe a los choques de las moléculas que componen el fluido con su entorno. A través de esto se puede definir que la presión ejercida por un fluido es la fuerza normal del fluido por unidad de área ecuación 1.

Una característica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partícula del fluido es la misma en todas direcciones. Si las fuerzas fueran desiguales, la partícula se desplazaría en la dirección de la fuerza resultante. De ello se deduce que la Presión que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene, sea cual sea su forma, es perpendicular a la pared en cada punto [2].

Por instinto se sabe que la presión en un líquido aumenta linealmente con la profundidad, la relación entre profundidad y presión se puede deducir suponiendo que la densidad y la gravedad son la misma en todo el fluido. Al considerar una muestra de líquido comprendida en un recipiente abierto y seleccionando una muestra del líquido contenida por un cilindro imaginario con un área transversal A y una altura h, analizando las fuerzas que actúan sobre este en la parte inferior y superior del cilindro, considerando el peso del cilindro como w=ρgAh, y debido a que el sistema está en equilibrio se puede deducir la ecuación 2.

A través de la ecuación 2b se puede se puede concluir que la presión absoluta a cierta profundidad difiere de la presión de la superficie en una cantidad ρgh, este también indica que la presión es la misma en todos los puntos que tienen la misma profundidad, independiente de la forma del recipiente [3]. Debido a que la presión de un líquido solo depende de la profundidad, cualquier incremento en la presión de la superficie en un líquido encerrado, debe transmitirse a cada punto del fluido en la misma proporción, esto se conoce como la ley de Pascal [4].

En un fluido se puede determinar la presión manométrica o la presión absoluta, la presión manométrica se define como la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local. En si cuando se mide la presión de un neumático lo que se está determinando es la presión manométrica; mientras que la presión absoluta es la presión total. Todos los instrumentos para medir presiones se fundamentan en el hecho que la presión de un fluido depende de la profundidad a la cual se establezca. Para medir pequeñas diferencias de presión se emplea un manómetro que consiste en un tubo en forma de U con un extremo conectado al recipiente que contiene el fluido problema y el otro extremo abierto a la atmósfera. El tubo contiene un líquido, como agua, aceite o mercurio, o cualquier otro que se conozca la densidad, debido al hecho que si se toman dos puntos a la misma profundidad estos van a poseer la misma presión, se pueden establecer dos ecuaciones que van a diferir en la presión de la superficie, al igualar estas y medir la diferencia entre los niveles del líquido en ambas ramas indica, se puede determinar la diferencia entre la presión del recipiente y la presión atmosférica local.

MATERIAL UTILIZADO

Para la realización de la anterior experiencia, se realizó un montaje similar al de la figura 1, este consta una manguera transparente en forma de U, la cual está sujeta a una lámina de madera. Entre las dos ramas de la manguera se tiene una cinta métrica con una sensibilidad de ±0.01m, la cual se utiliza para medir las altura de los líquidos a estudiar, estas alturas se midieron tomando como referencia el punto en el cual se notaba la separación de los dos líquidos, pasando una línea horizontal de una rama a otra por medio de

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