1. Defina Presión del instrumento o presión manométrica. 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. Los aparatos utilizados para medir la presión manométrica reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismos principios e n que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa bien sea por encima o por debajo de la presión atmosférica. Los manómetros que sirven para medir presiones inferiores a la atmosférica se llaman manómetros de vacío o vacuómetros.
2. Defina Presión Atmosférica. La presión atmosférica es la fuerza por unidad de área que ejerce el aire sobre la superficie terrestre. 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 lí mite 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 en función de la altitud o de la presión, por lo que no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre un lugar de la superficie terrestre. Además tanto la temperatura como la presión del aire están variando continuamente, en una escala temporal como espacial, dificultando el cálculo. Se puede obtener una medida de la presión atmosférica en un lugar determinado pero de ella no se pueden sacar muchas conclusiones; sin embargo, la variación de dicha presión a lo largo del tiempo permite obtener una información útil qu e, unida a otros datos meteorológicos (temperatura atmosférica, humedad y vientos), puede dar una imagen bastante acertada del tiempo atmosférico, en dicho lugar e incluso un pronóstico a corto plazo del mismo.
3. Escriba la expresión para calcular la presión en el fluido. La presión en un fluido es la presión termodinámica que interviene en la ecuación constitutiva y en la ecuación de movimiento del fluido, en algunos casos especiales esta presión coincide con la presión media o incluso con la presión hidrostática. Todas las presiones representan una medida de la energía potencial por unidad de volumen en un fluido. Para definir con mayor propiedad el concepto de presión en un fluido se distinguen habitualmente varias formas de medir la presión:
La presión media, o promedio de las presiones según diferentes direcciones en un fluido, cuando el fluido está en reposo esta presión media coincide con la presión hidrostática. La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un fluido en reposo. En un fluido en reposo la única presión existente es la presión hidrostática, en un fluido en movimiento además puede aparecer una presión hidrodinámica adicional relacionada con la velocidad del fluido. Es la presión que sufren los cuerpos sumergidos en un líquido o fluido por el simple y sencillo hecho de sumergirse dentro de este. La presión hidrodinámica es la presión termodinámica dependiente de la dirección considerada alrededor de un punto que dependerá además del peso del fluido, el estado de movimiento del mismo.
Se calcula mediante la siguiente expresión:
4. Defina Presión de Vacío. El vacío (del latín vacīvus) es la ausencia total de material en los elementos (materia) en un determinado espacio o lugar, o la falta de contenido en el interior de un recipiente. Por extensión, se denomina también vacío a la condición de una región donde la densidad de partículas es muy baja, como por ejemplo el espacio interestelar; o la de una cavidad cerrada donde la presión del aire u otros gases es menor que la atmosférica. Puede existir naturalmente o ser provocado en forma artificial, puede ser para usos tecnológicos o científicos, o en la vida diaria. Se aprovecha en diversas industrias, como la alimentaria, la automovilística o la farmacéutica.
Definición del vacío
De acuerdo con la definición de la Sociedad Estadounidense del Vacío o AVS (1958), el término se refiere a cierto espacio lleno con gases a una presión total menor que la presión atmosférica, por lo que el grado de vacío se incrementa en relación directa con la disminución de presión del gas residual. Esto significa que cuanto más se disminuya la presión, mayor vacío se obtendrá, lo que permite clasificar el grado de vacío en correspondencia con intervalos de presiones cada vez menores. Cada intervalo tiene características propias. Medición de bajas presiones
Uno de los métodos más conocidos para medir bajas presiones es el método desarrollado por Pirani. Consiste en un puente de Weaston donde una resistencia del puente se encuentra expuesta al vacío a medir. La resistencia de ese elemento sensor variará según cambie la presión, debido a que a vacíos cerca de presión atmosférica el filamento estará en contacto con más moléculas, generando una baja de temperatura y por consiguiente una baja en su valor resistivo. A medida que mejora el vacío este filamento ira encontrando menos moléculas para disipar su calor, por consiguiente aumentara su temperatura. Este aumento de temperatura producirá un aumento de su valor resistivo generando un desequilibrio en el puente de weaston. Este desequilibrio se mide con un microamperimetro. Luego solo queda interpolar los microamperes generados por el puente de weaston con los valores de vacío. Estos valores se vuelcan en una tabla con la que se dibuja una escala, donde por ejemplo en los vacuómetros CINDELVAC, se tendrá 0 microamperios cuando el sensor esté en alto vacío y 50 microamperios a presión atmosférica. La tabla de respuesta del puente de Weaston CINDELVAC es la siguiente: 0 mV 2 mV 11 mV 36 mV 45 mV 0,001 mbar 0,010 mbar 0,100 mbar 1 mbar
5. De 3 ejemplos de cada tipo de presión.
9 mbar
Presión manométrica
Presión atmosférica
Presión de vacio
6. Explique por qué algunas personas experimentan hemorragia nasal y otras experimentan reducción de la respiración a grandes alturas. A mayor altura hay menos presión y disminución de oxígeno. La disminución del oxígeno disuelto en la sangre estimula la producción de glóbulos rojos en un intento de compensar el desequilibrio. Lo cual conlleva a un aumento de la hemoglobina y del volumen sanguíneo. Por lo tanto se tiende al sangrado. En cuanto a la respiración esta aumenta en el intento de suplir con el incremento del volumen y velocidad de circulación, el descenso inicial del oxígeno en la atmósfera y, en consecuencia en la sangre circulante. La causa básica de este fenómeno es el siguiente: El aumento de l a ventilación pulmonar elimina grandes cantidades de dióxido de carbono reduciendo la presión del dióxido de carbono (PCO2) y aumentando el pH de los líquidos corporales, ambos cambios inhiben el centro respiratorio, en oposición a la estimulación de la hipoxia, sin embargo al cabo de tres a cinco días, esta inhibición desaparece, permitiendo que el centro respiratorio vuelva a responder enérgicamente a los estímulos de los quimiorreceptores originados por la hipoxia.
Proceso de intercambio de oxígeno y CO2 entre los alvéolos pulmonares y los capilares pulmonares. En este proceso el oxígeno pasa de los alvéolos a la sangre y el CO2 de la sangre a los alvéolos. Ese intercambio gaseoso se lleva a cabo mediante un proceso conocido como difusión simple, que no es más que el paso de los gases de un medio a otro por diferencia de presión (siempre a favor de gradiente, es decir, el transporte se hace de un medio de mayor presión a otro de menor presión). En condiciones y altitudes normales, el oxígeno posee “mucha” mayor presión parcial que la sangre desoxigenada de los capilares y p asa a estos por difusión “muy rápidamente”, puesto q ue la diferencia de presiones entre ambos es “muy” elevada. Sin embargo, a ciertas altitudes ocurren dos fenómenos ambientales: La presión atmosférica es menor y por tanto la presión parcial de sus gases también (entre ellos el oxígeno). La densidad atmosférica es menor y por tanto hay menor cantidad de las moléculas que componen el aire (entre ellos el oxígeno).
En consecuencia surgen dos problemas para la captación de oxígeno: Si disminuye la presión parcial del oxígeno, disminuye la diferencia de presión entre este y la sangre de los capilares y se ralentiza la difusión (las moléculas de o xígeno pasan más lentamente al torrente sanguíneo). Al disponer de menos moléculas de oxígeno en el ambiente, la cantidad de oxígeno que puede llegar a los alvéolos y por ende a la sangre es menor que en condiciones normales. Por estas dos razones cuesta tanto respirar en elevadas altitudes y se desencadena toda la sintomatología derivada del Mal Agudo de Montaña.
7. Exprese la Ley de Pascal y dé un ejemplo de aplicación real de ella. En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico-matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: la presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido. En pocas palabras, se podría resumir aún más, afirmando que toda presión ejercida hacia un fluido, se esparcirá sobre toda la sustancia de manera uniforme. El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión. También podemos observar aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos, en los frenos hidráulicos, en los puentes hidráulicos y en los gatos hidráulicos.
Aplicaciones, como pueden ser:
Los frenos del auto. ¿Cómo puede ser que con tan sólo una poca presión podemos frenar un auto de cientos de kilos? Es porque se aprovecha las diferencias de diámetros de recipientes con líquidos y nuestra pequeña De nuevo nos encontramos en la encrucijada de siempre, que intentamos solucionar todos juntos en Neet Escuela. Estamos en la secundaria, estudiamos un montón de materias y algunas nos parecen más útiles que otras. Física es un caso ambiguo. Por ejemplo, vemos ejemplos clásicos que se aplican muy bien a la vida cotidiana (como e l tiro oblicuo, te recomiendo lanzar una goma en el aire, dibujar su trayectoria y comparar lo obtenido con lo que dicen las teorías), pero otras, como la mecánica y dinámica de fluidos, nos parecen re complicadas al pedo y no parecen servirnos para nada. Un caso como este es el principio de Pascal, que tiene múltiples aplicaciones y aquí te vamos a tirar algunos ejemplos. fuerza se termina traduciendo en una mucha mayor… Muy similar a la prensa hidráulica. Al inflar un globo, te habrás dado cuenta que se infla uniformemente: la presión que ejerces con el aire impulsado se transmite por todo el aire del mismo modo (aire=fluido gaseoso). La ya mencionada prensa hidráulica. El torrente sanguíneo: la presión que ejerce el corazón se transmite por igual en todo el sistema circulatorio (una de las tantas maravillas de la naturaleza) En los talleres, para elevar un auto, usan los “gatos” que funcionan bajo un principio muy similar a los frenos o a la prensa hidráulica Cuando solplás con fuerza sin abrir la boca y la nariz, el aire sale por las orejas al mismo tiempo y a la misma velocidad. Cuando se ejerce la presión en una jeringa (por ejemplo, con una vacuna), el líquido entra uniformemente en el cuerpo
8. Exprese las áreas de la mecánica de fluidos donde se usan cada presión. El flujo en este sistema va de izquierda a derecha, impulsado por una bomba de aire de alta presión. El sistema se dice que tiene una presión manométrica positiva, ejercida por el suministro de aire. Esta presión actúa para empujar los niveles de los manómetros hacia abajo, de modo que la mínima altura en el manómetro de la izquierda, indica que está sometido a la presión más alta.
El hecho de que los niveles de líquido son iguales en los tres manómetros, demuestra que la presión en el colector de vidrio de la parte superior es uniforme. Esto es bajo condiciones estáticas, sin flujo de aire a través del sistema, de modo que todas sus partes están a la presión atmosférica. El hecho de que los líquidos, busquen un nivel común, es el principio para su uso en el campo de la construcción.
9. Escriba la expresión que relaciona la presión manométrica con la absoluta y la atmosférica Las presiones absoluta, manométrica y de vacío son cantidades positivas y se relacionan entre sí por medio de:
10.
Explique el funcionamineto de un traje de astronauta con relación a la
presión
La tecnología de esta indumentaria ha evolucionado desde entonces, con ILC Dover a la cabeza. El traje de la imagen está diseñado para los astronautas de la Estación Espacial Internacional. Pesa 127Kg y en la Tierra es difícil sopo rtar su peso. Pero es con fortable para los pases espaciales debido a la ingravidez que se experimenta en órbita, y cumple diversas funciones. Para qué sirve el traje espacial:
Para proteger a los cosmonautas de las extremas temperaturas. En la órbita de la Tierra, una superficie a la sombra puede llegar a los -129 grados centígrados y al sol, a los 121 grados centígrados.
Para proveer oxígeno y crear una atmósfera presurizada. Dentro de la vestimenta el aire alcanza una presión similar a la que se experimenta a baja altitud. A una altura superior a los 19km, el tejido humano se hincha y los fluidos corporales como la saliva o las lágrimas comienzan a hervir. Trajes como el que se muestra más arriba tiene una presurización de 30 kilopascales. Para bloquear las radiaciones solares. Para actuar como barrera ante el impacto de partículas o pequeños meteoritos. Sin ellos, una persona moriría en el espacio en cuestión de minutos.
Los primeros trajes fueron variaciones de la indumentaria presurizada que utilizaban los pilotos de combate de altitud. Bill Ayrey, responsable de pruebas de ILC Dover, dice que la compañía está trabajando en diseños avanzados para la Nasa con nuevos materiales. Según Ayrey, si la Nasa intentara enviar astronautas a Marte, haría falta un traje completamente distinto a los que se h an diseñado hasta ahora.
11.
Cuál es la función de un barómetro
Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Uno de los barómetros más conocidos es el de mercurio. Los barómetros son instrumentos fundamentales para saber el estado de la atmósfera y realizar predicciones meteorológicas. Las altas presiones se corresponden con regiones sin precipitaciones, mientras que las bajas presiones son indicadores de regiones de tormentas y borrascas.
12.
Describa la construcción de un barómetro
1- Tubo de Bourdón (2 láminas de metal en forma de vaina curva por donde se introduce e l fluido a presión que se desea medir) 2- Cartilla 3- Aguja 4- Carcaza 5- Mecanismo de engranaje
Funcionamiento: Cuando el fluido presión entra al tubo bourdón, éste tiende a enderezarse mientras mayor sea la presión del fluido. Este movimiento mueve un mecanismo de engranaje el que a su vez mueve la aguja que produce la indicación sobre la cartilla
13. Por qué el mercurio es un fluido Conveniente para usarlo en un barómetro. El barómetro de mercurio se basa en el peso de una columna de mercurio, es decir si funcionara con otro líquido sería la presión que genera la columna de ese líquido. Si fuera de agua, por ejemplo, debería tener un tamaño de 10.33m lineales de altura. Es decir, se busca un líquido de alta densidad (y con ella alto peso específico) para reducir el tamaño. Es decir: p=ρgh Donde ρ = densidad; g = aceleración de la gravedad h = altura de la columna que se requiere para compensar la presión atmosférica. Ρ (Hg) = 13.6 kg/dm³
En condiciones normales la presión atmosférica es tal que la compensan 76 cm de columna de Hg: p = 0.76m * 13600 kg/m³ * 9.8 m/s² ≈ 101300 Pa Muchas veces se informa como 1013 hPa. Veamos para el agua: p = 1000 kg/m³ * 9.8 m/s² * 10.33m p ≈ 101300 Pa = 1013 hPa Es decir para medir la misma presión requiere medir 10.33 m el aparato.
14.
Describa un medidor de presión de tubo Bourdon.
El manómetro o tubo de Bourdon (en francés, tube de Bourdon) es un dispositivo para medir la presión, desarrollado y patentado en 1849 por el ingeniero francés Eugène Bourdon. Es la base de muchos tipos de manómetros aneroides. Construcción: El tubo de Bourdon, en su forma más simple, consiste en un tubo aplanado que forma una sección circular de aproximadamente 270°. Un extremo del tubo está sellado y libre de sus desplazamientos, el otro extremo está fijado y conectado a la cámara o al conducto en el que la presión debe ser medida. Funcionamiento: Cuando la presión a medir aumenta, el tubo tiende a desenrollarse, y cuando disminuye, el tubo tiende a curvarse más. Este movimiento se transmite mediante una conexión mecánica a un sistema de engranajes conectado a una aguja. La aguja se coloca delante de una plantilla que lleva las indicaciones del valor de la presión relativa a la posición de la aguja.
15.
Describa un transductor de presión de tipo de medición por tensión.
Un transductor de presión convierte la presión en una señal eléctrica analógica. Aunque hay varios tipos de transductores de presión, uno de los más comunes es el transductor extensométrico. La conversión de la presión en una señal eléctrica se consigue mediante la deformación física de los extensómetros que están unidos en el diafragma del transductor de presión y cableados en una configuración de puente de Wheatstone. La presión aplicada al sensor produce una
Commented [wm1]:
deflexión del diafragma, que introduce la deformación a los medidores. La deformación producirá un cambio de resistencia eléctrica proporcional a la presión.
16. Un manómetro de vacío conectado a una cámara da una lectura de 24 kPa, en un lugar donde la presión atmosférica es de 95 kPa. Determine la presión absoluta en la cámara. 17. ¿Cual es la presión absoluta en un sitio donde se midió con un manómetro una presión de 9.5 bar sabiendo que se encuentra en un sitio donde la presión atmosférica es de 101.325 kPa? 18. Se midió la presión en un ducto y fue de -3 pulg H2O. Exprese la presión en psi y Pa. 19. En una localidad se lee que la presión absoluta en agua a una profundidad de 5 m es de 145 kPa. Determine a) la presión atmosférica local y b) la presión absoluta, en la misma localidad, a una profundidad de 5 m en un líquido cuya gravedad específica es de 0.85.
