FÍSICA

MEDICIÓN DE LA PRESIÓN

Manómetro

Es un elemento de medición, en forma de U, que sirve para medir la presión de los fluidos contenidos en recipientes cerrados.

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.

Una de las ramas del tubo está abierta a la atmósfera y la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir:

El fluído del recipiente penetra en parte del tubo en U, haciendo contacto con la columna líquida. Los fluídos alcanzan una configuración de equilibrio de la que resulta fácil deducir la presión manométrica en el depósito:

Donde:

p es la presión real

\(\rho_m\) es la densidad de líquido manométrico (mercurio, agua, aceite...)

\(\rho\) Densidad del fluído contenido en el depósito.

Barómetro

Un barómetro es aquel instrumento utilizado para medir la presión atmosférica, construido por TORRICELLI.

El barómetro de mercurio está hecho de un tubo de 1 m de altura, que en su interior cuenta con mercurio. Este tubo, fabricado en vidrio, en su extremo superior se encuentra cerrado, mientras que en el inferior está abierto. El tubo es llenado de mercurio y se invierte para luego ser colocado dentro de una cubeta, también llena de mercurio.

Luego, el mercurio del tubo desciende hasta lograr una altura de 760 mm aproximadamente, por sobre el nivel de la cubeta, a la que se le denomina altura barométrica. Lo anterior, permite que se produzca un vacío en el extremo superior del tubo. A este vacío se le llama cámara barométrica. Finalmente, la presión atmosférica estará dada por las variaciones de altura del mercurio luego del proceso anterior. Esta variación fluctúa entre los 737 y los 775 mm de altura.

¿Por qué el mercurio no descendió más? El tubo no se vació porque el aire exterior presionaba sobre el mercurio de la cubeta (en cambio, en la parte superior del tubo se produjo vacío). La presión ejercida por la atmósfera en el punto P es igual a la presión en Q, ya que ambos puntos están al mismo nivel en el mismo fluido. Es decir que la presión que la columna de aire de casi 40 km de altura (la atmósfera) ejerce sobre la superficie libre del mercurio (\(P_p\)) es igual a la que ejerce la columna de 76 cm de mercurio, entonces:

Patm= PHg hHg = 13,6 g/cm3 . 76cm = 1.033,6 g/cm2 = 101.293 N/m2 = 101.293 Pa

Este valor, que corresponde a la presión atmosférica normal, se llama atmósfera (atm). También se acostumbra a dar la presión atmosférica en milímetros de mercurio (Torr) o en milibares (1mb = 0,75 Torr).

1 atm = 760 mm Hg = 760 Torr

También se usa el bar como unidad y su valor es: 1 bar = 10⁵ nt/m² =10⁵ Pa.

En la siguiente aplicación puede profundizar las lecciones vistas en toda la unidad. Se encuentra en la dirección: http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/4eso/presion/index.html.