UNIVERSIDAD TECNICA DE MANABI FACULT FACULTAD AD E CIENCIAS MATERMATICAS, MATERMATICAS, FISICAS FISI CAS Y QUIMICAS
EXPERIMENTO DE FISICA II
TEMA:
Construcción de un manómetro de agua casero
CURSO:
2do C
DOCENTE :
Ing. Joel Guillen
Integrantes:
Quijije Barreto Tito Alfredo Cedeño Lóe! "ran#lin Ja$ier %arcillo &am'rano ()ctor &am'rano *odr+gue! *o'inson
TEMA:
Construcción de un manómetro de agua.
Obet!"# $enera%:
•
Alicar los conocimientos teóricos ad,uiridos so're resión fluidos en la construcción de un manómetro ,ue ermitir/ medir la resión dentro un glo'o.
Obet!&#s Es'e&()!&#s: •
01licar con los conocimientos - la r/ctica or medio del
•
ingenio en la construcción de un manómetro. Construir el manómetro dando ejemlos e1licati$os r/cticos.
MARCO TEORICO
MAN*METRO El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fuidos, generalmente determinando la dierencia de la presión entre el fuido y la presión local. En la mecánica la presión se dene como la uerza por unidad de supercie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha supercie. La presión suele medirse en atmóseras atm!" en el sistema internacional de unidades #$!, la presión se e%presa en ne&tons por metro cuadrado" un ne&ton por metro cuadrado es un pascal 'a!. La atmósera se dene como ()(.*+ 'a, y equi-ale a /) mm de mercurio en un 0arómetro con-encional. 1uando los manómetros de0en indicar fuctuaciones rápidas de presión se suelen utilizar sensores piezoel2ctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea. 0s un instrumento , sir$e ara medir resiones los manómetros m/s comunes son:
3arómetros, 0artómetros, y manómetro dierencial.
CARACTER+STICAS DE MAN*METROS Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismos principios en que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. a presión manométrica se e!presa ya sea por encima, o bien por deba"o de la presión atmosférica. os manómetros que sirven e!clusivamente para medir presiones inferiores a la atmosférica se llaman vacuómetros. #ambién manómetros de vac$o.
TIPOS DE MANOMETROS:
Manómetro de dos ramas abiertas
%stos son los elementos con los que se mide la presión positiva, estos pueden adoptar distintas escalas. %l manómetro más sencillo consiste en un tubo de vidrio doblado en U que contiene un l$quido apropiado &mercurio, agua, aceite, entre otros'. (na de las ramas del tubo está abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir &)igura *'. %l fluido del recipiente penetra en parte del tubo en 4, haciendo contacto con la columna l$quida. os fluidos alcanzan una configuración de equilibrio de la que resulta fácil deducir la presión absoluta en el depósito+ resulta+
donde m - densidad del l$quido manométrico. - densidad del fluido contenido en el depósito. i la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del l$quido manométrico, en la mayor$a de los casos podemos despreciar el término ρgd , y tenemos+
de modo que la presión manométrica p/ patm es proporcional a la diferencia de alturas que alcanza el l$quido manométrico en las dos ramas. %videntemente, el manómetro será tanto más sensible cuanto menor sea la densidad del l$quido manométrico utilizado.
Manómetro truncado %l llamado manómetro truncado &)igura 0' sirve para medir peque1as presiones gaseosas, desde varios hasta * #orr. 2o es más que un barómetro de sifón con sus dos ramas cortas. i la rama abierta se comunica con un dep ósito cuya presión supere la altura má!ima de la columna barométrica, el l$quido barométrico llena la rama cerrada. %n el caso contrario, se forma un vac$o barométrico en la rama cerrada y la presión absoluta en el depósito será dada por
3bsérvese que este dispositivo mide presiones absolutas, por lo que no es un verdadero manómetro.
Bourdon %l más corriente es el manómetro de bourdon, consistente en un tubo metálico, aplanado, hermético, cerrado por un e!tremo y enrollado en espiral. %lementos estáticos+ •
4. 5loque receptor+ es la estructura principal del manómetro, se conecta con la tuber$a a medir, y a su vez contiene los tornillos que permiten montar todo el con"unto.
•
5. 6laca chasis o de soporte+ unida al bloque receptor se encuentra la placa de soporte o chasis, que sostiene los engrana"es del sistema. 4demás en su anverso contiene los tornillos de soporte de la placa graduada.
•
7. egunda placa chasis+ contiene los e"es de soporte del sistema de engranes.
•
8. %spaciadores, que separan los dos chasis.
%lementos móviles+ *. #erminal estacionario del tubo de bourdon+ comunica el manómetro con la tuber$a a medir, a través del bloque receptor.
0. #erminal móvil del tubo de bourdon+ este terminal es sellado y por lo general contiene un pivote que comunica el movimiento del bourdon con el sistema de engrana"es solidarios a la agu"a indicadora. 9. 6ivote con su respectivo pasador. :. 6uente entre el pivote y el brazo de palanca del sistema &' con pasadores para permitir la rotación con"unta. . 5razo de palanca o simplemente brazo+ es un e!tensión de la placa de engranes &<'. =. 6asador con e"e pivote de la placa de engranes. <. 6laca de engranes. >. %"e de la agu"a indicadora+ esta tiene una rueda dentada que se conecta a la placa de engranes &<' y se e!tiende hacia la cara graduada del manómetro, para as$ mover la agu"a indicadora. 8ebido a la corta distancia entre el brazo de palanca y el e"e pivote, se produce una amplificación del movimiento del terminal móvil del tubo de bourdon. ?. @esorte de carga utilizado en el sistema de engranes para evitar vibraciones en la agu"a e histéresis
Mater!a%es: 'ara la construcción de nuestro manómetro e%perimental usaremos los siguientes materiales5
6anguera (m de jardín transparente. Lla-e de paso. 7u-o '81. 7a0la 9glomerada /%:cm!. 1artulina. 90razaderas metálicas. 7ornillos. ;oma. ;lo0os. 6etro.
Pr#&es# &#nstr&t!"#-
•
egamos la cartulina a la ta'la.
•
Tomamos la lla$e de aso - la acolamos al tu'o 3C el cual a su $e! acolamos a la
•
manguera. Colocamos el conjunto -a acolado - lo colocamos en la ta'la d/ndole forma de 4. Aseguramos el acolado en la ta'la con las a'ra!aderas - ajustamos.
•
E.'er!/enta&!0n &#n e% /an0/etr#: •
Con el sistema -a ensam'lado $ertimos agua dentro de la manguera ero cuidando ,ue no sea muc5a.
•
%edimos la altura inicial del agua dentro de la manguera.
•
Inflamos un glo'o medimos con 5ilo su er+metro - con este dato rocedemos a o'tener su di/metro usando la formula:
P 1 23D4 6esejamos 6:
D 1 P52
Colocamos en glo'o en la lla$e - a'rimos el aso de aire.
%edimos la altura del agua - diferenciamos de la inicial.
Con estos datos rocedemos a calcular la resión del glo'o.
Ca%&%# 6e 'res!0n:
La fórmula general de resión es:
•
7in em'argo en el caso de ro'lemas con fluidos necesitamos adecuarla - as+ oder satisfacer las e1igencias del caso
7a'iendo ,ue la fuer!a 8"9 es igual a: m g
Quedando la fórmula de este modo:
A su $e! sa'emos ,ue masa 8m9 es igual a: ;$ol.
*eemla!ando lo anterior en m o'tendremos:
Teniendo en cuenta ,ue $olumen 8$ol.9 es igual a: A5
*eemla!ando A5 en 8$ol.9 o'tendremos:
0liminamos A - nos ,uedar+a finalmente:
"ormula de Pres!0n:
C#n&%s!#nes:
'or medio del presente e%perimento práctico hemos podido poner de manera más -isi0le los conocimientos adquiridos en cuanto a manómetros, ha0iendo ensam0lado un manómetro con materiales de ácil acceso hemos podido calcular la presión ejercida por el glo0o de aire.
