Universidad Nacional Autónoma de México

Faculta de Química

Unidad de Aprendizaje

Laboratorio de Termodinámica

Tema: Presión.

Equipo:

Castro del Razo Rodrigo Daniel Sánchez Martínez Karla Arelly.

Resumen teórico- práctico del tema.

La presión es una magnitud escalar, la cual se define como la fuerza normal

(perpendicular) aplicada sobre una superficie. Es una propiedad intensiva del

sistema y es una función de estado. Es la fuerza por unidad de área, es una

cantidad escalar y la unidad de presión en el SI es el N/m2) el cual se le llama

pascal. La presión media de la atmosfera terrestre a nivel del mar, 1 atm.

Hay 5 tipos de presión:

Presión atmosférica: Es la presión ejercida por la  atm ósfera de la tierra, tal

como se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica).

Presión fluidostática: Es la presión de un fluido.

Presión manométrica: son normalmente las presiones superiores a la

atmosférica, que se mide por medio de un elemento que se define la diferencia

entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe.

Presión absoluta: La presión absoluta es la presión atmosférica (Pa) más la presión

manométrica (Pm).

Presión de vacío: Se refiere a presiones manométricas menores que la atmosférica,

que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se

miden las presiones superiores a la atmosférica, es decir, por diferencia entre el valor

desconocido y el valor conocido de la presión atmosférica.

Se determino el valor de presión absoluta en cada uno de los casos experimentales conocidos,

los valores de la presión manométrica y de la presión barométrica local que es de 77700 Pa.

Datos Experimentales y desarrollo de cálculos.

Hg

Pabs > Patm

Medición h(mm) Pmanométrica (Pa)

p=⍴xgxh

Pman (Pa)

(unidades)

Pabsoluta (Pa)

Pabsoluta (Pa)

(unidades)

1 180 23997.22 23998.02 101697.22 101698.02

2 220 29329.93 29330.92 107029.93 107030.92

3 213 28396.71 28397.66 106096.71 106097.66

4 205 27330.16 27331.08 105030.16 105031.08

5 200 26663.58 22664.74 104363.58 104364.47

Hg

Pabs < Patm

Medición h(mm) Pmanométrica (Pa)

p=⍴xgxh

Pman (Pa)

(unidades)

Pabsoluta (Pa)

Pabsoluta (Pa)

(unidades)

6 200 26663.58 26664.47 51036.42 51035.53

7 250 33329.47 33330.59 44370.52 44369.41

8 265 35329.24 35330.42 42370.76 41669.58

9 272 36262.46 36263.68 41437.54 41436.32

10 279 37195.69 37196.94 40504.30 40503.05

H2OPabs > Patm

Medición h(mm) Pmanométrica (Pa) Pman(Pa) Pabsoluta Pabsoluta (Pa)

p=⍴xgxh (unidades) (Pa) (unidades)

1 39 382.59 382.54 7808.59 78082.54

2 76 745.56 745.46 78445.56 78445.46

3 115 1128.15 1128.01 78828.15 78828.014 155 1520.55 1520.36 79220.55 79220.365 190 1863.9 1863.67 79563.9 79563.67

H2O

Pabs < Patm

Medición h(mm) Pmanométrica (Pa)p=⍴xgxh

Pman (Pa) (unidades)

Pabsoluta (Pa)

Pabsoluta (Pa)(unidades)

6 40 392.4 392.35 77307.6 77307.65

7 78 765.18 765.08 76934.82 76934.92

8 114 1118.34 1118.20 76581.66 76581.809 155 1520.55 1520.36 76179.45 76179.6410 190 1863.9 1863.67 75836.1 75836.33

Cálculos: Hg Pabs > Patm (ulitizando p=⍴xgxh)

1. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.180mHg) = 23997.22 Pa

Pabs= 77700 Pa + 23997.22 Pa= 101697.22 Pa

2. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.220mHg) = 29329.93 Pa

Pabs= 77700 Pa + 29329.93 Pa = 107029.93 Pa

3. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.213mHg) = 28396.71 Pa

Pabs= 77700 Pa + 28396.71 Pa = 106096.71 Pa

4. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.205mHg) = 27330.16 Pa

Pabs= 77700 Pa + 27330.16 Pa = 105030.16 Pa

5. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.200mHg) = 26663.58 Pa

Pabs= 77700 Pa + 26663.58 Pa = 104363.58 Pa

Hg Pabs < Patm (ulitizando p=⍴xgxh)

6. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.200mHg) = 26663.58 Pa

Pvac= 77700 Pa – 26663.58 Pa= 51036.42 Pa

7. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.25mHg) = 33329.47 Pa

Pvac= 77700 Pa – 33329.47 Pa= 44370.52 Pa

8. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.265mHg) = 35329.24 Pa

Pvac= 77700 Pa – 35329.24Pa= 42370.76 Pa

9. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.272mHg) = 36262.46 Pa

Pvac= 77700 Pa – 36262.46 Pa = 41437.54 Pa

10. Pman= (13590 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.279mHg) = 37195.96 Pa

Pvac= 77700 Pa - 23997.22 Pa= 40504.30 Pa

Presión calculada: Pabs > Patm

1. Pman= (180mmHg)(101325Pa760mmHg

)= 23998.02 Pa

Pabs = 77700 Pa + 23998.02 Pa = 101698.02 Pa

2. Pman= (220mmHg)(101325Pa760mmHg

) =29330.92 Pa

Pabs = 77700 Pa +29330.92 Pa = 107030.92 Pa

3. Pman= (213mmHg)(101325Pa760mmHg

) = 28397.66 Pa

Pabs = 77700 Pa + 28397.66 Pa = 106097.66 Pa

4. Pman= (205mmHg)(101325Pa760mmHg

)= 27331.08 Pa

Pabs = 77700 Pa + 27331.08 Pa =105031.08 Pa

5. Pman= (200mmHg)(101325Pa760mmHg

) = 26664.47 Pa

Pabs = 77700 Pa + 26664.47 Pa = 104364.47 Pa

Hg Pabs < Patm

6. Pman= (200mmHg)(101325Pa760mmHg

)= 26664.47 Pa

Pvac = 77700 Pa – 26664.47 Pa = 51035.53 Pa

7. Pman= (250mmHg)(101325Pa760mmHg

) =33330.59 Pa

Pvac = 77700 Pa – 33330.59 Pa = 44369.41 Pa

8. Pman= (265mmHg)(101325Pa760mmHg

) = 35330.42 Pa

Pvac = 77700 Pa – 35330.42 Pa = 41669.58 Pa

9. Pman= (272mmHg)(101325Pa760mmHg

)= 36263.68 Pa

Pvac = 77700 Pa - 36263.68 Pa =41436.32 Pa

10. Pman= (279mmHg)(101325Pa760mmHg

) = 37196.94 Pa

Pvac = 77700 Pa – 37196.94 Pa = 40503.05 Pa

H2O Pabs > Patm (ulitizando p=⍴xgxh)

1. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.039mH2O) = 382.59 Pa

Pabs= 77700 Pa + 382.59 Pa= 78082.59 Pa

2. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.076mH2O) = 745.56 Pa

Pabs= 77700 Pa + 745.56 Pa = 78445.56 Pa

3. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.115mH2O) = 1128.15 Pa

Pabs= 77700 Pa + 1128.15 Pa = 78828.15 Pa

4. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.155mH2O) = 1520.55 Pa

Pabs= 77700 Pa + 1520.55 Pa = 79220.55 Pa

5. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.190mH2O) = 1863.9 Pa

Pabs= 77700 Pa + 1863.9 Pa = 79563.9 Pa

H2O Pabs < Patm (ulitizando p=⍴xgxh)

6. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.04 mH2O) = 392.4 Pa

Pvac= 77700 Pa – 392.4 Pa= 77307.6 Pa

7. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.078 mH2O) = 765.18 Pa

Pvac= 77700 Pa – 765.18 Pa= 76934.82 Pa

8. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.114mH2O) = 1118.34 P

Pvac= 77700 Pa – 1118.34 Pa= 76581.66 Pa

9. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.155mH2O) = 1520.55 Pa

Pvac= 77700 Pa – 1520.55 Pa = 76179.45 Pa

10. Pman= (1000 kg/m3)(9.81 m/s2)(0.190mH2O) = 1863.9 Pa

Pvac= 77700 Pa – 1863.9 Pa= 75836.1 Pa

Presión calculada: Pabs > Patm

1. Pman= (0.039mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 382.54 Pa

Pabs = 77700 Pa + 382.54 Pa = 78082.54 Pa

2. Pman= (0.076mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 745.46 Pa

Pabs = 77700 Pa + 745.56 Pa = 78445.46 Pa

3. Pman= (0.115mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 1128.01 Pa

Pabs = 77700 Pa + 1128.01Pa = 78828.01Pa

4. Pman= (0.155mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 1520.36 Pa

Pabs = 77700 Pa + 1520.55 Pa = 79220.36 Pa

5. Pman=(0.039mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 1863.67 Pa

Pabs = 77700 Pa + 1863.67 Pa = 79563.67 Pa

Hg Pabs < Patm

6. Pman= (0.04mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 392.35 Pa

Pvac = 77700 Pa - 392.35 Pa = 77307.65 Pa

7. Pman= (0.078mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 765.08 Pa

Pvac = 77700 Pa – 765.08 Pa = 76934.92 Pa

8. Pman= (0.114mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 1118.20 Pa

Pvac = 77700 Pa – 1118.20 Pa =76581.80 Pa

9. Pman= (0.155mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 1520.36 Pa

Pvac = 77700 Pa - 1520.36Pa = 76179.64 Pa

10. Pman=(0.190mH2O)(101325 Pa10.33mH 2O

) = 1863.67 Pa

Pvac = 77700 Pa - 1863.67 Pa = 75836.33 Pa

Conclusiones

1.En base a nuestra experimentación, nos damos cuenta que la

presión(atmosférica) depende de dos variables de la temperatura y la altura a la

que nos encontremos, ya que este experimento realizado en otro estado o

simplemente en otros lugar que no hubiera sido el laboratorio nuestros resultados

sobre la presión absoluta de nuestro sistema se hubieran visto modificados. Y

también nos damos cuenta que hay diferentes maneras de expresar la presión

refiriéndose a las unidades. Esta práctica nos fue muy útil para reafirmar el

concepto de presión, ya que al utilizar instrumentos de medición y realizar los

cálculos pertinentes para determinar las presiones manométrica y absoluta, con su

respectivo uso de unidades, pudimos comprobar lo aprendido en teoría, despejar

dudas y aplicar nuestros conocimientos en un ámbito práctico.

2. Por otra parte podemos observar en las tablas uno y tres, que la presión

absoluta expresada en Pascales son mayores que las presiones absolutas de las

tablas dos y cuatro, esto se debe a que 1 atm es equivalente a 760 mmHg y a

1033.6 cmH2O Siendo así que las unidades con respecto al mercurio sean

mayores que las del agua. Por consiguiente en la experiencia experimental se

pudo notar que el agua tiende a adherirse más que el mercurio en las paredes del

manómetro y esto hace que se pierda un poco mas de exactitud a la hora de

obtener la presión manométrica y por ende afectar el cálculo de la presión

absoluta, sin embargo la presión que describe mejor al sistema es la calculada

porque toma en cuenta mas aspectos de medio entorno. Por otra parte, hubo dos

formas de sacar la presión absoluta, en los cálculos se observa las dos maneras

diferentes de sacarlos, una fue utilizando: p=⍴xgxh, y la otra forma de sacar es

haciendo una conversión de unidades, en el caso del mercurio fue: (101325Pa760mmHg

) y

con respecto al agua la conversión que se utilizo fue (101325 Pa10.33mH 2O

¿.

Bibliografía:

Halliday, D. y Resnick, R. (1986). Fundamentos de física. México: CECSA Hartman, N. (1991). Diccionario de las ciencias. España: Paraninfo Oliver, G.R. (1987). Termodinámica. México: Limusa Stewart, J.W. (1968). El mundo de la alta presión. México: Reverté