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
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