Presion 1
2 recomendaciones2,026 vistas
La presión es una magnitud física que mide la fuerza aplicada sobre una unidad de superficie. Se mide en pascales y depende de factores como la densidad del fluido y la altura a la que está sumergido. La presión atmosférica es la presión ejercida por la atmósfera, mientras que la presión absoluta es la suma de la presión atmosférica y cualquier otra presión aplicada.
Presion 1
- 1. PRESION Es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. En el S.I la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado. En el Sistema Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada de la siguiente forma: PRESION ATMOSFERICA La presión atmosférica es la presión que ejerce el aire sobre la Tierra. La presión atmosférica en un punto coincide numéricamente con el peso de una columna estática de aire de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye conforme aumenta la altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variación de la densidad del aire ρ en función de la altitud z o de la presión p. Por ello, no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre un lugar de la superficie terrestre; por el contrario, es muy difícil medirla, por lo menos, con cierta exactitud ya que tanto la temperatura como la presión del aire están variando continuamente.
- 2. •EVANGELISTA TORRICELLI: (Faenza, actual Italia, 1608-Florencia, 1647) Físico y matemático italiano. Se atribuye a Evangelista Torricelli la invención del barómetro. Asimismo, sus aportaciones a la geometría fueron determinantes en el desarrollo del cálculo integral. Su tratado sobre mecánica De mutu (Acerca del movimiento), logró impresionar a Galileo, en quien el propio Torricelli se había inspirado a la hora de redactar la obra. En 1641 recibió una invitación para actuar como asistente de un ya anciano Galileo en Florencia, durante los que fueron los tres últimos meses de vida del célebre astrónomo de Pisa. PRESION HIDROSTATICA Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión: Donde, usando unidades del SI, es la presión hidrostática (en pascales). es la densidad del líquido (en kilogramos sobre metro cúbico). es la aceleración de la gravedad (en metros sobre segundo al cuadrado).
- 3. es la altura del fluido (en metros). Un líquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior. es la presión atmosférica. • PRINCIPIO DE PASCAL El principio de Pascal aplica a todos los fluidos: tanto líquidos como gases. Además, resalta una diferencia importante entre los fluidos y los sólidos: un fluido es capaz de transmitir presión (sin que ésta se vea disminuida), mientras que un sólido solamente puede transmitir una fuerza (sin que ésta se vea disminuida). Pero, a pesar de que este principio es válido para gases, un gas no puede ser utilizado para una herramienta que funciona según el principio de Pascal porque éstos son compresibles. Mucho del esfuerzo que se emplearía en operar la herramienta se desperdiciaría en la compresión del gas. El gato hidráulico opera con base en principio de Pascal. Consiste, básicamente, de un contenedor conectado con dos tubos paralelos, abiertos al medio ambiente, cuyas alturas son iguales, pero sus diámetros son diferentes. El contenedor se encuentra lleno de un aceite, cuyo nivel sube hasta un punto intermedio dentro de estos tubos. Gato hidráulico: Cuando se aplica una fuerza pequeña sobre el pistón T, se produce una fuerza grande en el pistón S
- 4. PRESION MANOMETRICA Se llama presión manométrica a la diferencia entre la presión absoluta o real y la presión atmosférica. Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presión es superior a la presión atmosférica, pues cuando esta cantidad es negativa se llama presión de vacío. 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. • MANOMETRO Los manómetros son los instrumentos utilizados para medir la presión de fluidos (líquidos y gases). Lo común es que ellos determinen el valor de la presión relativa, aunque pueden construirse también para medir presiones absolutas. Todos los manómetros tienen un elemento que cambia alguna propiedad cuando son sometidos a la presión, este cambio se manifiesta en una escala o pantalla calibrada directamente en las unidades de presión correspondientes. Cuando el aparato de medición sirve para medir presiones que cambian muy rápidamente con el tiempo como por ejemplo, dentro del cilindro del motor de combustión interna, recibe el nombre de transductor (que no será tratado aquí), reservándose el nombre de manómetro para aquellos que miden presiones estáticas o de cambio lento. Hay muchas maneras de convertir los valores de presión en otra magnitud cambiante que pueda convertirse en el movimiento de una aguja indicadora o en un número en una pantalla digital pero los mas comunes son:
- 5. Manómetros de tubo U Manómetros de tubo de Bourdon Manómetros de fuelle PRESION ABSOLUTA Se conoce como presión absoluta a la presión real
- 6. que se ejerce sobre un punto dado. El concepto está vinculado a la presión atmosférica y la presión manométrica. La presión atmosférica es el peso ejercido por el aire en cualquier punto de la atmósfera (la capa de gases que rodea al planeta). Dicha presión varía en la Tierra de acuerdo a la altitud: a mayor altitud, menor presión atmosférica. La presión manométrica, en cambio, es aquella que produce un medio distinto al de la presión atmosférica (por ejemplo, la ejercida por el gas de un refresco o gaseosa sobre la botella). Estos dos conceptos nos permiten retomar la idea de presión absoluta, que se calcula en una determinada superficie a partir de la sumatoria de la presión atmosférica y la presión manométrica. Si nos referimos a una botella de Coca Cola, la presión absoluta a la que está sometida su botella es la igual a la suma de la presión atmosférica (externa al envase) y la presión manométrica (interna, por la acción de las moléculas del gas de la bebida). Si nos sumergimos, por ejemplo 25 metros, la presión habrá aumentado 2,5 atmósferas. La presión a una profundidad de 25 metros habrá aumentado 2,5 atmósferas. Pero no debemos olvidar que cuando estábamos en la superficie al nivel del mar, la presión no era cero, sino que era de una atmósfera (presión de la columna de aire a nivel del mar). Por tanto, la presión a la que está sometido el buzo a la profundidad de 25 metros es de 3,5 atmosferas. Es decir, la presión atmosférica (1 atmósfera) más las 2,5 atmósferas de incremento de presión debidas a la profundidad alcanzada de 25 metros. Así pues: Presión Absoluta = Presión Atmosférica + Presión Hidrostática Que para inmersiones en el mar se convertirá en: Presión Absoluta = 1 + Presión Hidrostática Pero esta última relación
- 7. no es válida para inmersiones en alta montaña donde la presión atmosférica puede variar susceptiblemente. • JOSEPH BRAMAH: El mecánico e inventor británico Joseph Bramah nació el 13 de abril de 1748 en Stainborough. Hijo de un granjero, fue el segundo de cinco hermanos. El invento más importante de Bramah fue la prensa hidráulica. Esta prensa permite aplicar gran presión para dar forma a los materiales metálicos, aplicando el principio de Pascal. Consta de dos tubos paralelos de distinto diámetro, llenos de fluido y cerrados por dos pistones. Una fuerza reducida aplicada al pequeño se transmite a través del fluido y se transforma en otra mayor sobre el pistón grande.