Practica 5 Manómetro tubo en U, Ejercicios de Física

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UNIVERSIDAD DE SONORA

LICENCIATURA EN BIOLOGÍA

Materia: Física General

Practica: 5 Manómetro tubo en U

Alumno: Jorge Luis Avila Valencia

Maestro: Alain Pérez Rodríguez

PRESIÓN DE UN GAS Y

PRESIÓN DE UN LÍQUIDO EN REPOSO

OBJETIVO

1. Determinar la presión absoluta y manométrica del aire encerrado en una jeringa.

2. Estudiar el comportamiento de la presión en un líquido en el que se vierten dos sustancias que son inmiscibles. reposo, usando un tubo en U en

3. Determinar la densidad relativa de un líquido empleando el tubo en U. MATERIALES

4. 1 m de manguera transparente (se utiliza como nivel)

5. Una jeringa (10 ml)

6. 5 cm de manguera de látex (o una bomba)

7. 100 ml de agua

8. 6. Colorante50 ml de aceite de cocina

INTRODUCCIÓN

Uno de los métodos más sencillos utilizados para determinar densidades relativas de líquidos inmiscibles es el del tubo en U y una de las aplicaciones más importantes de este es el manómetro, el cual se utiliza para determinar la presión de un líquido o gas respecto a la presión atmosférica, utilizando las relaciones algebraicas utilizadas en clase. Este tubo consiste simplemente de un tubo de vidrio o plástico transparente doblado en forma de U. Como se observa en el diagrama más adelante, se cumple la igualdad de las presiones en ambos brazos. En el A) de esta práctica se determina la dependencia de la presión del aire de una jeringa con la diferencia de alturas de los brazos del manómetro. En el B) y lo visto en teoría para un sistema estático donde 𝜌 1 𝑔ℎ 1 = 𝜌 2 𝑔ℎ 2 , donde g es la gravedad, 𝜌 1 y 𝜌 2 son las densidades de los líquidos inmiscibles, colocados en cada brazo del tubo y con alturas correspondientes ℎ 1 y ℎ 2 (ver figura 2). De esta forma, midiendo solamente las alturas de los líquidos en el tubo, podemos determinar la densidad de un líquido respecto a otro.

B) Presión de un líquido en reposo

12. Verifique que el tubo en U esté limpio y seco.. Mediante la jeringa vierta agua en el tubo en el tubo en U, hasta que llegue hasta la mitad

13. Enseguida, con la^ de los tubos de vidrio. jeringa agregue aceite por el otro brazo del tubo hasta que este alcance unos ambos brazos del tubo en U se encuentran al mismo nivel. 10 centímetros de altura en el tubo. Observe si las superficies de los líquidos en

14. Con la regla mida la altura de la columna otro brazo del tubo, a partir de la prolongación del nivel de la superficie de separación de aceite y la altura de la columna de agua en el

15. Agregue tanto aceite como para que la columna^ aceite-agua, como se indica en el diagrama. de este se incremente en 5 centímetros y

16. Agregue otra cantidad similar a la indicada en^ vuelva a realizar las mediciones indicadas en el paso el paso^4 5. y realice las mediciones indicadas

17. Siga agregando aceite hasta agotar la altura del tubo en U o hasta que la regla lo permita.^ en el paso^4.

18. Trate de obtener al menos 5 mediciones, regulando la cantidad de aceite que se vierte al tubo. Si agregar 5 cm de aceite no permite obtener tal cantidad de mediciones, disminuya un poco dicha cantidad.

Figura 2

ACTIVIDADES QUE REALIZAR

A) Para la presión del aire encerrado en la jeringa. 1. Con la diferencia de altura calcule la presión manométrica y absoluta del aire encerrado en la jeringa. Para los cálculos que realice tome la presión atmosférica igual a 100000 Pa (pabs=pman+patm) y la densidad del agua como 1 000 Kg/m^3

2. Determinar gráficamente el comportamiento de la presión el comportamiento observado? Señale las fuentes de error. absoluta con la altura ¿Cuál es

B) Presión de un líquido en reposo

1. Calcule la presión en los puntos en cada paso. No tome en cuenta la presión atmosférica, ya que ésta no influye por ser a y b (ver figura 2) usando las parejas de alturas medidas
2. Obtenga la diferencia absoluta de a^ igual para ambas columnas. Use la densidad del aceite calculada enmbas presiones.^ una práctica anterior.
3. Calcule la diferencia promedio de ambas presiones.
   • pac = 8.203x10^3kg/m^3 pag= 1X10^3kg/m^

B) Presión de un líquido en reposo

1. Cuando se vierte agua en el tubo en U ¿Cómo están los niveles del líquido en ambos brazos del tubo?
   • El nivel de líquido se distribuye exactamente a la mitad y uniformemente en dos brazos del tubo, cuando el líquido fluye en dirección oblicua se puede ver a simple en los vista cuánto líquido hay en un lado. Agregue a la disminución por otro lado. Esencialmente, concluyó que cuando el fluido es único, puede moverse libremente dentro del tubo que lo contiene o incluso permanecer en su l inclinación. ugar dependiendo de su
2. Una que vez que se ha vaciado aceite en el tubo en U ¿Cómo están los niveles de las superficies de los líquidos en ambos brazos? ¿Iguales? ¿Alguno está más elevado? ¿A qué se debe el comportamiento anterior? • La altura del aceite de los muebles aumenta ligeramente y no están ubicados a la misma altura que el agua. El mismo grado se puede lograr en menor grado, ya sea que se haga una pendiente en el tubo de otra manera, pensamos que aunque agreguemos más líquido que otro líquido. La misma situación que provocó la creación de cualquier tienda será su intensidad.
3. A partir de observar el comportamiento de dos sustancias inmiscibles en el tubo en U ¿es posible saber cuál es más denso y cuál es menos denso? Explique.
   • Si se puede detectar, porque al verter un líquido más espeso inmediatamente, el otro líquido tendrá que subir su posición para compensar los cambios en el sistema. cuando el mismo aceite se desplaza hacia un lado del tubo en U, por el contrario, si^ El aceite interior es menos denso que el agua, podemos ver a simple vista
4. En general ¿cómo son las presiones en los puntos^ es más espeso, el aceite^ se desplazará hacia el fondo. a y b ( ver diagrama), comparativamente? ¿La diferencia promedio obtenida es pequeña o grande respecto a los valores de presión en dichos puntos?
5. ¿Podemos concluir que las presiones en^ •^ Si a y b son iguales o diferentes? ¿Por qué?
   • Las presiones en los puntos A y B son iguales, porque el fluido está en reposo y por lo tanto en equilibrio. Lo que es diferente es la densidad y el volumen de los dos fluidos. La diferencia media es relativamente pequeña en c puntuaciones analizadas. omparación con las
6. Los puntos qué? c y d que se indican en el diagrama ¿se encuentran a la misma presión? ¿Por
   • Sí, ya que el cambio de fase de un líquido inmiscible está en equilibrio, es decir, tienen la misma precisión.
7. ¿Cuáles son las condiciones para que, en un fluido en reposo, dos puntos se encuentren a la misma presión?
8. En comparación con^ •^ Tiene más presión porque en altitudes más bajas hay más presión. la determinación de la densidad de un líquido utilizando el picnómetro ¿qué tan preciso resulta el método del tubo en U para determinar densidades? - No ejemplo, su tamaño no es lo suficientemente preciso, sin mencionar su altura, por lo, porque es más fácil cambiar la presión cuando se usa un tubo en U; Por que los cálculos a menudo difieren.

9. ¿Es importante la tensión superficial de los líquidos utilizados en la determinación de la densidad utilizando el tubo en U? ¿Qué sucedería si el tubo en U utilizado tiene un diámetro muy pequeño? - Esto es importante porque las moléculas en la última capa de la superficie del líquido crean un arrastre que provoca una atracción neta en el líquido. Por otro lado, si el tubo tiene forma de U con un diámetro pequeño, no será suficiente para medir presiones más altas, por lo que hará que este tubo quede obsoleto para la investigación.