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Cuando un fluido está en reposo, este ejerce una fuerza perpendicular sobre cualquier superficie que esté en contacto con él. Esta fuerza, la cual se debe al movimiento continuo y aleatorio de las moléculas, se conoce como la presión de un fluido. Conocer la presión de un fluido es esencial para los sistemas mecánicos e hidráulicos que usan fluidos para mover pistones y otras partes. Generalmente se mide en Pascales (Pa), donde un Pascal es igual a un Newton por metro cuadrado (N/m2). La presión de un fluido es independiente de la masa de un fluido, pero puede calcularse con la densidad y la altura de un fluido.
Pasos
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Prepara la ecuación. La ecuación para la presión de un fluido es independiente de la masa o el volumen del líquido. Más bien, la presión de un fluido es el producto de la densidad del líquido, la altura del líquido que está sobre el objeto y la gravedad. Como la gravedad y las densidades de los líquidos son fijas (en su mayoría), la altura del líquido es la variable más grande en la ecucación. [1] X Fuente de investigación
- La ecuación se lee como P fluido = ρgh, donde ρ es la densidad del líquido, g es la aceleración de la gravedad y h es la altura del líquido (o profundidad del fluido).
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Multiplica las variables. Para resolver la ecuación, halla el producto de las tres variables. Puedes usar una calculadora o hacer los cálculos por ti mismo. También hay calculadoras en línea que harán este cálculo por ti. [2] X Fuente de investigación
- Por ejemplo, si tienes un fluido con una densidad de (1,08 x 10 3 kg/m 3 ) y tiene 5,00 m de altura, multiplicarías (1,08 x 10 3 kg/m 3 ) x 9,81 m/s 2 (aceleración de la gravedad sobre la Tierra) x 5,00 m. En este caso, obtendrías la respuesta de 5,30 x 10 4 .
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Analiza los resultados. Asegúrate de que los resultados se sumen de manera lógica. No debes obtener una presión de fluido negativa. También debes comparar diferentes mediciones para ver si siguen la tendencia esperada. Por ejemplo, los líquidos más densos ejercerán más presión a la misma altura. El mismo líquido ejercerá más presión cuando la altura sea mayor. [3] X Fuente de investigación
- Puesto que el agua es más denso que el aceite, puedes suponer que el agua ejerce más presión de fluido que el aceite a la misma altura.
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Mide el volumen del líquido. Echa 100 mL de líquido en un cilindro graduado previamente pesado. Asegúrate de que tu medición sea correcta y luego anota el volumen como 100 mL. Puedes escribir en una revista de laboratorio o cuaderno. [4] X Fuente de investigación
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Pesa el líquido. Pon la muestra del líquido en una balanza. Mide la masa de 100 mL del líquido. Puedes tarar la balanza (poner a cero) con el cilindro graduado vacío encima antes de añadir el líquido, o restar el peso del cilindro graduado del peso total para obtener la masa del líquido. [5] X Fuente de investigación
- La medida mostrada en la balanza es la masa total del líquido y el cilindro.
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Calcula la densidad del líquido. La densidad es igual a la masa del líquido dividida por el volumen del líquido. En este caso, has medido ambos. Simplemente dividirás la masa por 100 mL. [6] X Fuente de investigación
- Por ejemplo, si el líquido tiene una masa de 125 g, dividirías eso por 100 mL. La respuesta resultante sería 1,25 g/mL. Sin embargo, asegúrate de prestar mucha atención a las unidades de medida deseadas. Quizás necesites encontrar los galones por litro (g/L).
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Considera el significado de cada variable. La densidad del líquido es significativa porque te dice cuánta masa tiene el líquido por unidad de volumen. Luego, la gravedad ejerce una fuerza sobre esa masa para empujarla hacia abajo. Finalmente, la altura del líquido te dice cuánto líquido está encima del objeto que experimenta la presión. [7] X Fuente de investigación
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Estudia las unidades involucradas. Las unidades para la presión del fluido son los pascales o a veces los milímetros de mercurio (mmHg). El pascal es una unidad del sistema internacional de unidades (SI) para la presión. La unidad mmHg (y las unidades similares que denotan la altura de algún líquido) proviene de la dependencia de la presión de la altura. [8] X Fuente de investigación
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Mira la presión del fluido como una fuerza que actúa sobre un objeto. La fuerza que se ejerce sobre algún objeto por la presión del fluido solo es una fuerza. Podrían haber muchas fuerzas actúando sobre el mismo objeto. Por ejemplo, la presión del aire y la presión de un fluido a menudo se suman para obtener una “presión total” que actúa sobre algún objeto. [9] X Fuente de investigación
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Aplica los conceptos de la presión de los fluidos. Una vez que hayas calculado la presión de los fluidos para un líquido o grupo de líquidos, puedes usarla para diversas aplicaciones. Por ejemplo, entender la presión del fluido del agua sería importante para construir una torre de agua que pueda contener agua a una cierta altura. También es importante para usarla en termómetros de mercurio u otros sistemas que usen líquidos como medidas.Anuncio
Consejos
- La altura, h, usada arriba siempre es una distancia vertical.
- La presión del fluido no depende de la masa, pero sí depende de la densidad.
- La presión del fluido es muy importante para los ingenieros mecánicos y cualquier otra persona que necesite lidiar con la mecánica de fluidos.
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Referencias
- ↑ http://www.edinformatics.com/math_science/hydrostatic_pressure.htm
- ↑ https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/WindTunnel/Activities/fluid_pressure.html
- ↑ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pman.html# mea
- ↑ http://www.edinformatics.com/math_science/dens_liquid.htm
- ↑ http://www.edinformatics.com/math_science/dens_liquid.htm
- ↑ http://www.edinformatics.com/math_science/dens_liquid.htm
- ↑ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pflu.html
- ↑ http://www.edinformatics.com/math_science/hydrostatic_pressure.htm
- ↑ http://www.edinformatics.com/math_science/hydrostatic_pressure.htm
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