Experimento de Torricelli

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Experimento de Torricelli

Comprueba la presión atmosférica y mide su valor. La figura 3 muestra la forma de realizar el experimento.

Peso específico (Hg) = 13,596.

Se elige un tubo de unos 85 cm de longitud cerrado por un extremo. Se llena con mercurio y se tapa con un dedo el extremo abierto. Se invierte el tubo y se introduce en la cubeta conteniendo mercurio. Quitando el dedo desciende algo el mercurio y, tras algunas oscilaciones, queda en equilibrio alcanzando su nivel una altura de 76 cm.

NOTA:

No confundir presión con fuerza en este caso; las presiones son ¡guales, pero las fuerzas desarrolladas por los correspondientes émbolos son directamente proporcionales a las superficies de los mismos.

Atmósfera

Presión atmosférica normal (o altura barométrica normal). Es la presión de una columna de mercurio de 760 mm de altura a nivel del mar. El valor de la atmósfera es 1,033 kg/cm2.

Se puede razonar de la manera siguiente: Realizamos el experimento de Torricelli con un tubo de sección = 1 cm2.

El volumen de la columna de Hg será:

V             = S = 1 x 76 = 76 cm3.

El peso de la columna será: P = V = = 76 x 1 3,596 = 1033 g/cm2 = 1,033 kg/cm2 = – 1 atm.

CONCLUSIÓN:

Sobre el mercurio de la cubeta actúa una fuerza debida al peso del aire que es igual a la ejercida por una columna de mercurio de 76 cm de altura.

El espacio vacío de la parte alta del tubo se lama altura barométrica.

Presión absoluta y relativa

El resultado de dividir toda la fuerza ejercida sobre los elementos de una superficie, entre dicha superficie, da como resultado la presión.

Esta presión se denomina presión absoluta y la miden los barómetros.

Todos los cuerpos, normalmente, están sometidos a presión atmosférica.

La diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica es la que generalmente se emplea  en los diversos cálculos; la miden los manómetros y la denominamos presión relativa.

El cilindro está sometido a una fuerza en dirección del avance, representada por Pabs x S.

A esta fuerza se le opone otra representada por Patm x S.

Para obtener la fuerza real de avance F con que actúa el cilindro, debemos restar una fuerza de otra, es decir:

F = Pabs x S – Patm x S = = S x (Pabs – Patm) = S x Pr

Caudal =

Si queremos medir la presión a la que está sometido el gas mediante la columna manométrica de la figura 5, obtendremos la lectura midiendo la diferencia de alturas de la columna y multiplicando dicha altura por el peso del líquido que lo llena.

Este producto nos dará la presión relativa.

Cuando se da una presión y salvo advertir lo contrario, según normas CETOP (Comité Intergubernamental para las Transmisiones Oleo- hidráulicas y Pneumáticas).

Se trata de presión relativa.

Caudal

Se puede definir como la cantidad de fluido que pasa por una determinada sección de un conducto por unidad de tiempo.

Existen dos formas de expresar el caudal:

  1. Caudal másico. Cantidad de masa de un fluido que pasa por una sección en la unidad de tiempo.
  2. Caudal volumétrico. Volumen de fluido que pasa por una sección en la unidad de tiempo.

En ambos casos está relacionado con la densidad del fluido, que en los gases es variable con la presión y la temperatura.

Cuando se habla de caudal de aire libre, es decir caudal volumétrico referido a la atmósfera normal de referencia (ANR), nos estamos refiriendo a un caudal másico, puesto que en estas condiciones normales la densidad es constante.

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