Manómetro, termómetro y principio de Arquímedes

Manómetro, termómetro y principio de Arquímedes

D.Blando1,G.Cabrera2,T.Hernandez3,Y.Salinas4

Corporación Universitaria Minuto De Dios

Laboratorio De Física Aplicada

Salud Ocupacional

Apartado – Antioquia

RESUMEN

Se hicieron tres experimentos con el objetivo de conocer la presión, la temperatura y el principio de Arquímedes; de la manera más fácil mediante procesos caseros, el primero consistió en hacer un manómetro para medir la presión de un gas que se encontraba encerrado dentro de un recipiente, para el segundo se fabricó un termómetro para observar como disminuía la presión en el interior de la botella que contenía agua caliente y se colocaba sobre una caneca de hielo y para el tercero se comprobó la ley de Arquímedes utilizando una jarra con agua donde se introducían unas pesas con diferentes masas con el propósito de conocer la magnitud de empuje y el peso.

PALABRAS CLAVES: manómetro, presión, principio de Arquímedes, temperatura, gas

1. INTRODUCCION

A partir de los tres experimentos realizados sus objetivos fueron claros de forma que, para el laboratorio 1 la presión es tomada como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o gas perpendicular a dicha superficie; con relación a esto se hizo un manómetro casero en forma de u que media la presión de un gas encerrado en el recipiente se observó así una vez elaborado que el aire del globo bajaba a la superficie de la botella y la presión subía hacia arriba del pitillo, dado que el gas ejercía una fuerza sobre la superficie, para el experimento dos se hizo un termómetro sencillo donde se midió la temperatura de una botella con agua caliente sumergida en una caneca con hielo que determinaba como la presión del interior del agua disminuía debido a que tenía que igualarse con la presión atmosférica por la razón de la entrada del aire al pitillo y para el tercero se experimentó la ley de Arquímedes al introducir en una jarra con agua diferentes pesas que se hundieron, lo que significó que si el peso es mayor que el empuje se hunde.

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II. MATERIALES Y MÉTODO

Se diseñaron tres formas de medición casera y sencilla, una consistía en conocer la presión de un gas encerrado donde se elaboró un manómetro mediante una botella de plástico con su tapón, pitillos de diferentes tamaños, tapón de corcho goma y un globo, su procedimiento fue así a la botella se la introdujo agua con colorante y se le colocaba un pitillo largo casi en el fondo y un pitillo corto sujetado con la bomba por medio de corcho, con el propósito de dar nos la idea de la presión del aire en el interior de la globo, el cual el aire entraba a la superficie y salía por el pitillo, la otra era la medición de la temperatura; por medio de un termómetro donde se necesitaba solamente un pitillo, una botella de plástico con gas , rotulador permanente ( marcador) un termómetro de cocina, un vaso con agua caliente y cubitos de hielo, se atraviesa el tapón con el pitillo largo se le agrega colorante al agua dentro de la botella se cerraba y ahí teníamos el termómetro; cuya meta era que el agua caliente alcanzara la presión atmosférica, atreves del aire que entraba al pitillo y para el ultimo se determinó el principio de Arquímedes donde se necesitó pesas de diferentes masas, un dinamómetro, un recipiente con calibración para medir el volumen (jarra) y agua , consistió en el uso de las distintas pesas que se introducían al agua donde se comprobó la medición del empuje experimental hidrostático.

III. RESULTADO

Se comprobó que cada laboratorio cumplía su función a medida que se realizaron en el primero experimento, el manómetro diseñado se observó que entre menos capacidad de aire tenía el globo mayor presión se hacía y el gas en la botella salía con rapidez, con el termómetro que se hizo se analizó que el agua caliente dentro del recipiente que se encontraba sumergido en la caneca con hielo, comenzó a verse como nublado, es decir el color transparente de la botella cambia a ser más blanco debido a que el aire entraba por el pitillo y comenzaba a burbujear en el interior de esta; con el siguiente experimento sobre el principio de Arquímedes se notó que al introducir las pesas en el agua se hundía y el líquido subía un poco más de su altura normal, debido a que las pesas tenían mayor densidad que el líquido lo que no permitió que la fuerza de empuje que ejerce el líquido sobre la pesas se devuelva hacia arriba, dicho esto el empuje fue menor que las pesas. De este mismo laboratorio se comprueba el principio de Arquímedes por una tabla (ver tabla 1).

TABLA 1

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES

COMPROBACIÓN DEL PRINCIPIO DE ARQUIMIDES

F0 peso en el aire F peso sumergido en el liquido V volumen de la pesa teórica V volumen de la pesa experimental Resultado del V volumen de la pesa experimental

V= A x h

200- 2N 200-1,6 N π (1,6)2x(1)=8 0,2 cm π(6,5)2x(0,2)=26,5

400- 4N 400-3,4N π (1,6)2x(2.5)=20 0,4 cm π(6,5)2x(0,4)=52,8

500- 5N 500-4,2N π (1,6)2 x(3)= 24 0,5 cm π(6,5)2x(0,5)=66

IV. DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN

A medida que se hacían los experimentos surgieron preguntas como ¿porque al sujetar un globo con los dedos y presionar el aire que entraba a la superficie salía con rapidez? ¿Por qué dos cuerpos con diferentes temperaturas alcanzan a equilibrarse a una misma? Y ¿porque unos cuerpos flotan y otros se hunden?

Cuando se comenzó a medir la presión con el manómetro diseñado se cometieron errores, el primero fue el escapé del agua en el tapón que impedía que el aire subiera bien, después le echamos demasiado colorante al agua que no permita el paso del aire en el pitillo, ya que la mezcla tenía que ser menos pesada; una vez corregido los errores se pudo concluir que cuando el globo estaba sujetados con los dedos el aire entraba a la superficie y el gas hacia presión conduciéndose

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