Este documento describe la práctica de laboratorio para identificar y medir la presión atmosférica. Los estudiantes miden la fuerza requerida para hacer salir el émbolo de una jeringa cerrada, calculan el área del émbolo, y usan la fórmula de presión para determinar la presión atmosférica. Realizan tres repeticiones y registran los resultados. Calculan también la presión atmosférica a la altitud de su ubicación. El documento incluye preguntas de evaluación y ejercicios adicionales sobre

1. PRACTICA No. 7<br />PRESION<br />OBJETIVO: Identificar a la presión como una magnitud física que relaciona la fuerza ejercida en un área determinada.<br />Comprobar el efecto de la presión atmosférica sobre el embolo de una jeringa cerrada y hallar el valor de dicha presión.<br />PROBLEMA:<br />HIPOTESIS:<br />INTRODUCCIÓN:<br />En la practica anterior observaste algunas propiedades de los fluidos (líquidos) que rigen su comportamiento cuando están en reposo o en movimiento, en estas practicas observarás el efecto de los fluidos en reposo sobre su entorno. <br />Recordaras que la gravedad de la Tierra ejerce una influencia sobre cada cuerpo o sustancia que se manifiesta mediante el peso magnitud que esta asociada a la masa que posee. Cuando este peso se aplica sobre una superficie, el efecto resultante es un cambio de presión sobre el cuerpo que recibe la fuerza.<br />La presión (P) es el resultado de la fuerza perpendicular que se ejerce sobre una superficie y varía con la magnitud de la fuerza aplicada y el área que la recibe. Matemáticamente la podemos calcular:<br />P= FA<br />Donde: P = Presión en N/m2, D/cm2, Poundal/ft2 ó en Pa o Barias<br /> F = Fuerza perpendicular en N, D, lbf o Poundal<br /> A = Área o superficie en m2, cm2, ft2<br />En los fluidos se pueden distinguir dos situaciones en las que se presenta la presión:<br />1. Cuando una fuerza se aplica sobre una superficie del fluido.<br />2. Cuando el fluido ejerce una fuerza sobre una superficie del recipiente que lo contiene.<br />TIPOS DE PRESIÓN<br />HIDROSTATICA (PH): Es laque se debe al peso del fluido, y se define como la fuerza por unidad de área debida a una columna de fluido, esta presión relaciona la cantidad del fluido y su densidad, matemáticamente la podemos calcular:<br /> PH= ρgh ó PH=Peg<br />Donde: PH = Presión hidrostática en: <br /> p = Densidad en:<br /> g = Aceleración de la gravedad en:<br /> h = Altura en:<br /> Pe = Peso específico en: <br />ATMOSFÉRICA (Patm): Es la fuerza aplicada por unidad de área que ejerce la atmosfera sobre una superficie, cuerpo o fluido debido al peso de los gases que la componen. Su magnitud es variable debido a la altura sobre el nivel del mar. Es este punto es donde alcanza su máximo valor y su valor convencional es de 1 atmósfera que equivale a 760 mmHg.<br />Los valores de dicha presión se miden con los manómetros de mercurio que consiste en un tubo lleno de mercurio, con un espacio cerrado y vacío sin presión. Matematicamente la podemos calcular:<br />Patm = Pabs - Pman<br />Donde: Patm = Presión atmosférica en:<br /> Pabs = Presión absoluta en:<br /> Pman = Presión manométrica en:<br />O si requieres calcular la presión en algún lugar específico (Ciudad) utilizas:<br />Pciudad = Patm – Ph<br />Donde: Pciudad = Presión en el lugar a calcular en:<br /> Patm = Presión atmosférica en:<br /> Ph = Presión a una determinada altura (altitud msnm) y que se considera como una presión hidrostática tomando al aire como una columna) en: <br />MANOMETRICA (Pman): Es la presión ejercida en el interior de un recipiente por o sobre el fluido contenido debido a cambios de temperatura o procesos de compresión que no están relacionados con el peso de la atmósfera. Esta presión se mide habitualmente con el manómetro de tubo abierto o manómetro de líquido.<br />ABSOLUTA (Pabs): Es la suma de las presiones atmosféricas y manométricas que se ejercen sobre un fluido o un cuerpo. Para calcularla:<br />Pabs = Pman + Pabs<br />MATERIALES: <br />Base de soportePie o trianguloVarilla de 50 cmVarilla de 25 cmNuez doblePinza universalJeringa6 lastresPesa adicional<br />NOTA: De casa traer: jeringa de 15 ó 20 cm3 e hilo resistente (cáñamo)<br />DESARROLLO:<br />1.- Realiza el montaje de acuerdo a la imagen. <br />123571073660<br />2.- La pinza debe sujetar firmemente a la jeringa, pero sin oprimirla excesivamente para permitir el desplazamiento del émbolo.<br />3.- Como medida de precaución es conveniente atar el émbolo a la pinza universal para evitar que al caer pueda romperse contra la mesa.<br />4.- Lleva el embolo de la jeringa hasta su posición superior y cierra perfectamente la boca de la jeringa.<br />5.- Colgar inicialmente del émbolo una pesa de 500 g y anexar una de 50 g.<br />6.- Añadir masas de 50 g hasta obtener una fuerza constante que haga salir el émbolo.<br />¡ATENCIÓN! Tener mucha precaución y cuidado con el émbolo ya que a pesar de estar amarrado se puede caer, golpear y romper.<br />7.- Calcular la fuerza en N que a sido necesaria para hacer salir el embolo. Ir llenando el cuadro de datos.<br />8.- Calcula la superficie del émbolo en cm2.<br />9.- Repite los pasos del 4 al 7 dos veces más y registra.<br />OBSERVACIONES Y RESULTADOS:<br />MAGNITUDUNIDADREPETICIONES123Masa totalKgPeso(P) = m x gNArea (A)cm2PresiónP = F/AN/cm2<br />EVALUACIÓN: <br />1.- ¿Qué fuerza se opone a la salida del émbolo cuando la boca de la jeringa esta cerrada?<br />2.- ¿Qué ha ocurrido cuando se consigue que el émbolo se deslice?<br />3.- Investiga la altitud del lugar donde vives y calcula la presión a la que se encuentra sometida.<br />CONCLUSIÓN:<br />EVIDENCIA:<br />SERIE DE EJERCICOS UNIDAD III FLUIDOS<br />1.- A través de una manguera de 1in de diámetro fluye gasolina a una velocidad de 5ft/s. ¿Cuál es el gasto en galones por minuto (1ft = 7.48gal)? ¿Cuánto tiempo tardaría en llenar un tanque de 20gal?<br />2.- ¿Cuál es la velocidad de salida del agua a través de una grieta del recipiente localizada 6m por debajo de la superficie del agua? Si el área de la grieta es de 1.3cm2 ¿Con qué gasto sale el agua del recipiente?<br />3.- Una fuerza de 400N se aplica al pistón pequeño de una prensa hidráulica cuyo diámetro es de 4cm. ¿Cuál debe ser el diámetro del pistón grande para que pueda levantar una carga de 200kg?<br />4.- Un cubo de 100g que mide 2cm por lado, se ata al extremo de una cuerda y se sumerge totalmente en agua. ¿Cuál es el empuje y cuál es la tensión sobre la cuerda?<br />5.- ¿Qué volumen de agua tiene la misma masa que 100cm3 de plomo? ¿Cual es el peso específico del plomo?<br />6.- Una sustancia desconocida tiene un volumen de 20ft3 y pesa 3370lb ¿Cuál es el peso específico y la densidad?<br />7.- Calcular la profundidad a la que se encuentra sumergido un barco en el mar cuando soporta una presión hidrostática de 8x106 Pa. Si la densidad del agua de mar es de 1020kg/m3.<br />8.- Un cubo de aluminio presenta 2cm de longitud en uno de sus lados tiene una masa de 21.2g. Determina:<br />a). La densidad del cubo.b).Determina la masa de 5.5cm3 de aluminio<br />9.- ¿Cuál será la fuerza que se producirá en el embolo mayor de una prensa hidráulica, cuyo diámetro es de 40 cm, si en el embolo menor de 12 cm de diámetro se ejerce una fuerza de 250 N? <br />10.- ¿Qué pesa más 480 kg de aluminio o 28 in3 de hierro?<br />11.- En la parte más ancha de un tubo de Venturi hay un diámetro de 12.16 cm y una presión de 4x10 4 Pa. En la parte más estrecha el diámetro es de 6.08 cm y 2.5x10 4 Pa. Determina la velocidad del agua que fluye por la tubería, así como el gasto y el flujo que se presentan.<br />12.- Calcular el diámetro que debe tener una manguera para que pueda desalojar 20 litros de gasolina en un minuto con una velocidad de salida de 5 m/s.<br />