VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTES
Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino
I. OBJETIVOS
Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí
(por su parte inferior) y en uno de ellos vertimos un líquido.
La presión aplicada en un punto
transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo
Permitir, a partir de la medida de las alturas, la determinación experimental de
la densidad relativa de un líquido respecto de otro y constituye,
modo de medir densidades de líquidos no miscibles si la de uno de ellos es
conocida
II. MARCOTEORICO
El principio de los vasos comunicantes se usa y expresa en el campo de la química
y la física, específicamente en la hidrostática, y consiste básicamente en que al
tener dos recipientes comunicados y verter un líquido en uno de ellos ambos se
llenarán al mismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera
técnica, casi todos lo hemos utilizado para tareas como la transferencia de líquido,
por ejemplo combustible o agua de un acuario, de un recipiente a otro usando
una manguera, posicionando los
FISICA EXPERIMENTAL I
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S
Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí
(por su parte inferior) y en uno de ellos vertimos un líquido.
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
Permitir, a partir de la medida de las alturas, la determinación experimental de
la densidad relativa de un líquido respecto de otro y constituye,
modo de medir densidades de líquidos no miscibles si la de uno de ellos es
MARCOTEORICO
El principio de los vasos comunicantes se usa y expresa en el campo de la química
y la física, específicamente en la hidrostática, y consiste básicamente en que al
tener dos recipientes comunicados y verter un líquido en uno de ellos ambos se
ismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera
técnica, casi todos lo hemos utilizado para tareas como la transferencia de líquido,
por ejemplo combustible o agua de un acuario, de un recipiente a otro usando
una manguera, posicionando los recipientes de tal manera de que uno quede más
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Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí
de un líquido contenido en un recipiente se
transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo
Permitir, a partir de la medida de las alturas, la determinación experimental de
la densidad relativa de un líquido respecto de otro y constituye, por tanto, un
modo de medir densidades de líquidos no miscibles si la de uno de ellos es
El principio de los vasos comunicantes se usa y expresa en el campo de la química
y la física, específicamente en la hidrostática, y consiste básicamente en que al
tener dos recipientes comunicados y verter un líquido en uno de ellos ambos se
ismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera
técnica, casi todos lo hemos utilizado para tareas como la transferencia de líquido,
por ejemplo combustible o agua de un acuario, de un recipiente a otro usando
recipientes de tal manera de que uno quede más
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bajo que el otro; una vez que el líquido comienza a fluir, este continúa haciéndolo
de manera "automática" hasta vaciar el recipiente posicionado más alto.
Para entender este principio es necesario detenerse en el área de la hidrostática. La
hidrostática consiste en el estudio del comportamiento de los líquidos en cuanto a
su equilibrio. Las ecuaciones o principios más usados e importantes se basan en el
principio de Pascal y en el de Arquímedes. El primero expresado por el francés
Blaise Pascal sostiene que todos los líquidos pesan, y al contenerlos en un
recipiente las capas superiores presionan a las inferiores, por lo tanto se genera
una presión dependiente de la altura del líquido en el recipiente. Esta presión es
una fuerza constante que actúa perpendicularmente sobre la superficie plana. Esto
significa que para un líquido con presión exterior constante, su presión interior
dependerá tan sólo de su altura, entonces todos los puntos del líquido
encontrados a un mismo nivel tendrán la misma presión Y en cuanto al principio
de Arquímedes consiste en que los cuerpos sólidos sumergidos en un
determinado líquido tienden a ser empujados hacia arriba. Arquímedes se intrigó
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por este fenómeno a partir de la flotación de los barcos, y fue ahí cuando el griego
determinó la magnitud de este empuje.
De ahí concluyó que todo cuerpo sólido sumergido ya sea parcialmente o
totalmente en un determinado, el cuerpo sólido tenderá a ser empujado
verticalmente hacia arriba con una fuerza igual al peso del volumen del líquido
desplazado por el objeto sumergido. Además de esto, Arquímedes sostiene que
para que un cuerpo sumergido en un líquido permanezca en equilibrio, la fuerza
que lo empuja verticalmente hacia arriba y el peso deben ser magnitudes de
valores iguales aplicadas en un mismo punto. En caso de que cuerpo sólido
sumergido en el agua comienza a flotar significa que la fuerza que lo empuja
verticalmente predomina sobre el peso del líquido.
En base a lo anterior se pueden deducir las principales ecuaciones de la
hidrostática; el principio de los vasos comunicantes es una consecuencia directa de
estas ecuaciones, en donde las presiones hidrostáticas de puntos en un mismo
nivel son las mismas, por lo que la altura o nivel en los recipientes tenderá a ser la
misma.
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III. MATERIALES
SOPORTE UNIVERSAL, NUEZ
TUBO DE GOMA
TUBO DE VIDRIO
DELGADO Y ANCHO
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MATERIALES
SOPORTE UNIVERSAL, NUEZ VASO DE PRECIPITACIÓN
PINZA DE BURETA
TUBO DE VIDRIO
DELGADO Y ANCHO
TUBO DE VIDRIO ACODADO
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VASO DE PRECIPITACIÓN
PINZA DE BURETA
ACODADO
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IV. PROCEDIMIENTO
PRIMER PASO.
SEGUNDO PASO.- Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho
hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano.
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PROCEDIMIENTO
PRIMER PASO.- Realiza el montaje de la figura.
Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho
hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano.
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Realiza el montaje de la figura.
Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho
hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano.
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TERCER PASO.- Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el
nivel del líquido en los dos tubos.
CUARTO PASO.- Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio
delgado bájalo todo lo que puedas manteniéndolo vertical. Quita rápidamente el
dedo y observa lo que sucede.
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Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el
os dos tubos.
Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio
delgado bájalo todo lo que puedas manteniéndolo vertical. Quita rápidamente el
dedo y observa lo que sucede.
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Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el
Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio
delgado bájalo todo lo que puedas manteniéndolo vertical. Quita rápidamente el
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V. SITUACIONES PROBLEMATICAS
1.- ¿Qué nivel intenta alcanzar el liquido que sale del tubo de
vidrio delgado cuando quitas el dedo de su extremo?
Si quitamos el dedo que tapa el extremo del vidrio delgado el agua tiende a
equilibrarse es decir o comienza a desplazarse en el tubo delgado hasta
alcanzar el nivel que tiene el agua en el tubo de vidrio grande.
Pasado esto el agua está a un mínimo nivel con respecto a los dos tubos.
NOTA:
Este principio es utilizado frecuentemente por los albañiles para nivelar la
construcción y consiste en el empleo de una manguera transparente llena
de agua que se va alineando a un mismo nivel por acción del líquido que
hay en su interior y brinda un sistema nivelado.
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2. Cuando viertes agua en uno de los tubos:
a. ¿El nivel del agua es igual o diferente en los tubos?
Si vertimos en uno de los tubos el nivel del agua es igual en los tubos esto
quiere decir que si en un tubo se aumenta el volumen del liquido
añadiendo mas liquido, el volumen del otro tubo también aumenta por
acción del liquido que pasa de un tubo al otro para poder nivelarse.
b. El nivel de los líquidos en los vasos comunicantes es el mismo con
independencia de la mayor o menor inclinación que pueden tener.
Si inclinamos un tubo con respecto al otro nivel del agua permanece igual
es decir si inclinamos un tubo, este crece en volumen pero el liquido
mantiene su nivel en ambos tubos. Esto quiere decir que el nivel de los
líquidos en los vasos comunicantes es el mismo. Esto se debe a que la
presión atmosférica y la gravedad son constantes en cada recipiente, por
lo tanto la presión hidrostática a una profundidad dada es siempre la
misma, sin influir su geometría ni el tipo de líquido.
3. ¿Si vertimos líquidos de diferentes densidades, que no se
mezclen entre sí, el nivel de agua será igual o diferente?
Explicarlo.
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Analicemos el caso de los vasos comunicantes: si en un tubo o manguera con
forma de U colocamos agua, esta alcanzará en ambos brazos la misma altura
cuando se establezca el equilibrio, es decir, hasta que en cada brazo las presiones
sean iguales. Pero si colocamos aceite en uno de los brazos veremos que el
sistema queda como se ilustra en la figura
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Analicemos el caso de los vasos comunicantes: si en un tubo o manguera con
forma de U colocamos agua, esta alcanzará en ambos brazos la misma altura
cuando se establezca el equilibrio, es decir, hasta que en cada brazo las presiones
olocamos aceite en uno de los brazos veremos que el
sistema queda como se ilustra en la figura
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Analicemos el caso de los vasos comunicantes: si en un tubo o manguera con
forma de U colocamos agua, esta alcanzará en ambos brazos la misma altura
cuando se establezca el equilibrio, es decir, hasta que en cada brazo las presiones
olocamos aceite en uno de los brazos veremos que el
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Supongamos que la altura (hB) de la columna de aceite es un poco mayor que 10
cm. Como la presión ejercida por el agua en el punto A debe ser la misma que
ejerce el aceite en el punto B, tenemos:
PA = PB
Considerando, esto implica que:
DBghB = DAghA
Donde DB y DA son las densidades del aceite y el agua respectivamente y hB y hA
(10 cm) sus respectivas alturas. Como g, la aceleración de gravedad es la misma, y
se puede simplificar*, con lo cual queda:
DBhB = DAhA
* La presión atmosférica también contribuye prácticamente igual en ambas
columnas, razón por la cual no la consideraremos.
Por último, como la densidad del aceite es 0,98 g/cm3
, podemos determinar la
altura de la columna de aceite. En efecto:
Reemplazando los datos del ejemplo que hemos desarrollado encontramos que:
hB = = 10,2 cm.
Entonces nos damos cuenta que los niveles son diferentes

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    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino I. OBJETIVOS Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí (por su parte inferior) y en uno de ellos vertimos un líquido. La presión aplicada en un punto transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo Permitir, a partir de la medida de las alturas, la determinación experimental de la densidad relativa de un líquido respecto de otro y constituye, modo de medir densidades de líquidos no miscibles si la de uno de ellos es conocida II. MARCOTEORICO El principio de los vasos comunicantes se usa y expresa en el campo de la química y la física, específicamente en la hidrostática, y consiste básicamente en que al tener dos recipientes comunicados y verter un líquido en uno de ellos ambos se llenarán al mismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera técnica, casi todos lo hemos utilizado para tareas como la transferencia de líquido, por ejemplo combustible o agua de un acuario, de un recipiente a otro usando una manguera, posicionando los FISICA EXPERIMENTAL I Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino S Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí (por su parte inferior) y en uno de ellos vertimos un líquido. 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 Permitir, a partir de la medida de las alturas, la determinación experimental de la densidad relativa de un líquido respecto de otro y constituye, modo de medir densidades de líquidos no miscibles si la de uno de ellos es MARCOTEORICO El principio de los vasos comunicantes se usa y expresa en el campo de la química y la física, específicamente en la hidrostática, y consiste básicamente en que al tener dos recipientes comunicados y verter un líquido en uno de ellos ambos se ismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera técnica, casi todos lo hemos utilizado para tareas como la transferencia de líquido, por ejemplo combustible o agua de un acuario, de un recipiente a otro usando una manguera, posicionando los recipientes de tal manera de que uno quede más FISICA EXPERIMENTAL II 1 Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo Permitir, a partir de la medida de las alturas, la determinación experimental de la densidad relativa de un líquido respecto de otro y constituye, por tanto, un modo de medir densidades de líquidos no miscibles si la de uno de ellos es El principio de los vasos comunicantes se usa y expresa en el campo de la química y la física, específicamente en la hidrostática, y consiste básicamente en que al tener dos recipientes comunicados y verter un líquido en uno de ellos ambos se ismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera técnica, casi todos lo hemos utilizado para tareas como la transferencia de líquido, por ejemplo combustible o agua de un acuario, de un recipiente a otro usando recipientes de tal manera de que uno quede más
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    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES FISICA EXPERIMENTAL II Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 2 bajo que el otro; una vez que el líquido comienza a fluir, este continúa haciéndolo de manera "automática" hasta vaciar el recipiente posicionado más alto. Para entender este principio es necesario detenerse en el área de la hidrostática. La hidrostática consiste en el estudio del comportamiento de los líquidos en cuanto a su equilibrio. Las ecuaciones o principios más usados e importantes se basan en el principio de Pascal y en el de Arquímedes. El primero expresado por el francés Blaise Pascal sostiene que todos los líquidos pesan, y al contenerlos en un recipiente las capas superiores presionan a las inferiores, por lo tanto se genera una presión dependiente de la altura del líquido en el recipiente. Esta presión es una fuerza constante que actúa perpendicularmente sobre la superficie plana. Esto significa que para un líquido con presión exterior constante, su presión interior dependerá tan sólo de su altura, entonces todos los puntos del líquido encontrados a un mismo nivel tendrán la misma presión Y en cuanto al principio de Arquímedes consiste en que los cuerpos sólidos sumergidos en un determinado líquido tienden a ser empujados hacia arriba. Arquímedes se intrigó
  • 3.
    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES FISICA EXPERIMENTAL II Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 3 por este fenómeno a partir de la flotación de los barcos, y fue ahí cuando el griego determinó la magnitud de este empuje. De ahí concluyó que todo cuerpo sólido sumergido ya sea parcialmente o totalmente en un determinado, el cuerpo sólido tenderá a ser empujado verticalmente hacia arriba con una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por el objeto sumergido. Además de esto, Arquímedes sostiene que para que un cuerpo sumergido en un líquido permanezca en equilibrio, la fuerza que lo empuja verticalmente hacia arriba y el peso deben ser magnitudes de valores iguales aplicadas en un mismo punto. En caso de que cuerpo sólido sumergido en el agua comienza a flotar significa que la fuerza que lo empuja verticalmente predomina sobre el peso del líquido. En base a lo anterior se pueden deducir las principales ecuaciones de la hidrostática; el principio de los vasos comunicantes es una consecuencia directa de estas ecuaciones, en donde las presiones hidrostáticas de puntos en un mismo nivel son las mismas, por lo que la altura o nivel en los recipientes tenderá a ser la misma.
  • 4.
    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino III. MATERIALES SOPORTE UNIVERSAL, NUEZ TUBO DE GOMA TUBO DE VIDRIO DELGADO Y ANCHO FISICA EXPERIMENTAL I Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino MATERIALES SOPORTE UNIVERSAL, NUEZ VASO DE PRECIPITACIÓN PINZA DE BURETA TUBO DE VIDRIO DELGADO Y ANCHO TUBO DE VIDRIO ACODADO FISICA EXPERIMENTAL II 4 VASO DE PRECIPITACIÓN PINZA DE BURETA ACODADO
  • 5.
    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino IV. PROCEDIMIENTO PRIMER PASO. SEGUNDO PASO.- Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano. FISICA EXPERIMENTAL I Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino PROCEDIMIENTO PRIMER PASO.- Realiza el montaje de la figura. Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano. FISICA EXPERIMENTAL II 5 Realiza el montaje de la figura. Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano.
  • 6.
    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino TERCER PASO.- Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el nivel del líquido en los dos tubos. CUARTO PASO.- Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio delgado bájalo todo lo que puedas manteniéndolo vertical. Quita rápidamente el dedo y observa lo que sucede. FISICA EXPERIMENTAL I Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el os dos tubos. Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio delgado bájalo todo lo que puedas manteniéndolo vertical. Quita rápidamente el dedo y observa lo que sucede. FISICA EXPERIMENTAL II 6 Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio delgado bájalo todo lo que puedas manteniéndolo vertical. Quita rápidamente el
  • 7.
    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES FISICA EXPERIMENTAL II Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 7 V. SITUACIONES PROBLEMATICAS 1.- ¿Qué nivel intenta alcanzar el liquido que sale del tubo de vidrio delgado cuando quitas el dedo de su extremo? Si quitamos el dedo que tapa el extremo del vidrio delgado el agua tiende a equilibrarse es decir o comienza a desplazarse en el tubo delgado hasta alcanzar el nivel que tiene el agua en el tubo de vidrio grande. Pasado esto el agua está a un mínimo nivel con respecto a los dos tubos. NOTA: Este principio es utilizado frecuentemente por los albañiles para nivelar la construcción y consiste en el empleo de una manguera transparente llena de agua que se va alineando a un mismo nivel por acción del líquido que hay en su interior y brinda un sistema nivelado.
  • 8.
    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES FISICA EXPERIMENTAL II Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 8 2. Cuando viertes agua en uno de los tubos: a. ¿El nivel del agua es igual o diferente en los tubos? Si vertimos en uno de los tubos el nivel del agua es igual en los tubos esto quiere decir que si en un tubo se aumenta el volumen del liquido añadiendo mas liquido, el volumen del otro tubo también aumenta por acción del liquido que pasa de un tubo al otro para poder nivelarse. b. El nivel de los líquidos en los vasos comunicantes es el mismo con independencia de la mayor o menor inclinación que pueden tener. Si inclinamos un tubo con respecto al otro nivel del agua permanece igual es decir si inclinamos un tubo, este crece en volumen pero el liquido mantiene su nivel en ambos tubos. Esto quiere decir que el nivel de los líquidos en los vasos comunicantes es el mismo. Esto se debe a que la presión atmosférica y la gravedad son constantes en cada recipiente, por lo tanto la presión hidrostática a una profundidad dada es siempre la misma, sin influir su geometría ni el tipo de líquido. 3. ¿Si vertimos líquidos de diferentes densidades, que no se mezclen entre sí, el nivel de agua será igual o diferente? Explicarlo.
  • 9.
    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino Analicemos el caso de los vasos comunicantes: si en un tubo o manguera con forma de U colocamos agua, esta alcanzará en ambos brazos la misma altura cuando se establezca el equilibrio, es decir, hasta que en cada brazo las presiones sean iguales. Pero si colocamos aceite en uno de los brazos veremos que el sistema queda como se ilustra en la figura FISICA EXPERIMENTAL I Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino Analicemos el caso de los vasos comunicantes: si en un tubo o manguera con forma de U colocamos agua, esta alcanzará en ambos brazos la misma altura cuando se establezca el equilibrio, es decir, hasta que en cada brazo las presiones olocamos aceite en uno de los brazos veremos que el sistema queda como se ilustra en la figura FISICA EXPERIMENTAL II 9 Analicemos el caso de los vasos comunicantes: si en un tubo o manguera con forma de U colocamos agua, esta alcanzará en ambos brazos la misma altura cuando se establezca el equilibrio, es decir, hasta que en cada brazo las presiones olocamos aceite en uno de los brazos veremos que el
  • 10.
    VASOS COMUNICANTESVASOS COMUNICANTESVASOSCOMUNICANTESVASOS COMUNICANTES FISICA EXPERIMENTAL II Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 10 Supongamos que la altura (hB) de la columna de aceite es un poco mayor que 10 cm. Como la presión ejercida por el agua en el punto A debe ser la misma que ejerce el aceite en el punto B, tenemos: PA = PB Considerando, esto implica que: DBghB = DAghA Donde DB y DA son las densidades del aceite y el agua respectivamente y hB y hA (10 cm) sus respectivas alturas. Como g, la aceleración de gravedad es la misma, y se puede simplificar*, con lo cual queda: DBhB = DAhA * La presión atmosférica también contribuye prácticamente igual en ambas columnas, razón por la cual no la consideraremos. Por último, como la densidad del aceite es 0,98 g/cm3 , podemos determinar la altura de la columna de aceite. En efecto: Reemplazando los datos del ejemplo que hemos desarrollado encontramos que: hB = = 10,2 cm. Entonces nos damos cuenta que los niveles son diferentes