Manómetro
¿Qué es un manómetro?
Es un instrumento de medida de la presión en fluidos (líquidos y gases) en circuitos cerrados. Miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor, presión manométrica. A este tipo de manómetros se les conoce también como "Manómetros de Presión"
Manómetro de tubo U.
La figura muestra un esquema del manómetro de tubo U. Está formado por un tubo de vidrio doblado en forma de U lleno parcialmente con un líquido de densidad conocida, uno de sus extremos se conecta a la zona donde quiere medirse la presión, y el otro se deja libre a la atmósfera. La presión ejercida en el lado de alta presión, produce el movimiento del líquido dentro del tubo, lo que se traduce en una diferencia de nivel marcado como h. Esta altura h dependerá de la presión y de la densidad del líquido en el tubo, como la densidad se conoce, puede elaborarse una escala graduada en el fondo del tubo U calibrada ya en unidades de presión
Lo que ilustra es la variación de la presión con la profundidad en un líquido
Experimento Construye un manómetro I
MATERIAL:
- Manómetro didáctico
- Un pedazo de manguera látex o tubo flexible de plastico ( 5 0 cm )
- Recipiente ( un balde, por ejemplo )
- Agua
- Embudo de plástico con membrana (un pedazo de globo )
Otro material que no es necesario pero si puede ser útil.
-Una jeringuilla.
-Papel milimetrado o regla graduada en milímetros.
-Un soporte de madera o cartón de 40 cm x 20 cm
-Líquido coloreado (agua con tinta, colorante alimentario)
-Cinta aislante o 4 bridas.
-Un globo de goma. Bridas
DESCRIPCION:
- Llene el balde con agua.
- Vierta agua u otro liquido manométrico en el manómetro.
- Coloque en el embudo el pedazo de globo teniendo el cuidado de que quede bien estirado y sin perforaciones.
- Conecte los extremos de la manguera látex al embudo y al manómetro.
- Sumerja el embudo en el recipiente con agua y obsérvese lo que sucede en el manómetro cuando se sumerge a diferentes profundidades.
Obtención de datos
1. Una vez introducido el embudo en la rama más larga, ¿cómo es el nivel de líquido en ambas ramas
2. Medir la diferencia de nivel de líquido entre las dos ramas y anotarla.
3. Presionar la base del embudo, cubierta con el globo de goma, con el dedo. ¿Qué sucede?
Análisis de datos
Hemos observado cómo varía la altura de la columna de líquido al conectar un extremo del manómetro al embudo hermético lleno de aire. Por tanto, hemos comprobado que nuestra hipótesis es cierta: “Mediante un manómetro, se puede medir la presión de un gas encerrado en un recipiente”.
Experimento Construye un manómetro II
Una variante de este manómetro se puede construir utilizando pajitas de refresco y una botella de plástico.
MATERIAL. ¿Qué necesitamos?
-Botella de plástico con su tapón.
-Pajitas de diferentes tamaños.
-Tapón de corcho o goma.
-Globo.
-Pajitas
Procedimiento.
Se perfora el tapón de la botella con dos orificios; en uno de ellos colocaremos una pajita bastante larga, que debe llegar hasta casi el fondo de la botella y en el otro una pajita flexible como indica la foto. Sellamos con silicona para que la botella quede cerrada herméticamente.
Echamos dentro de la botella agua con colorante hasta una altura de algo menos de la mitad de su capacidad.
En un tapón de goma o corcho perforamos para poder introducir en él un trozo de una pajita de un diámetro un poco mayor que la pajita flexible que colocamos en la botella y el manómetro ya está preparado.
¿Cómo funciona?
Vamos a medir la presión en el interior de un globo. Ajustamos la boquilla del globo al tapón de goma y soplamos a través de la pajita. Una vez inflado sujetamos con los dedos para que no salga el aire y ajustamos la pajita con la que se encuentra en la botella.
El aire del globo pasará a la botella y observaremos que el nivel del agua coloreada sube por la pajita larga, la diferencia de nivel nos dará idea de la presión del aire en el interior globo.
Actividad
Llena un cubo de agua hasta el borde, e introduce en el tu embudo, primero justamente debajo de la superficie del agua;: luego; a nivel medio, y por último junto al fondo
Observa que el agua coloreada del manómetro desciende en la rama unida al tubo largo y asciende en la rama abierta. Este movimiento es tanto mas acusado cuanto mayor sea la profundidad a que tú introduces el embudo en el cubo de agua.
Con este manómetro sencillo, tu puedes comparar la presión del agua a diversos niveles, en distintos recipientes, e incluso si tienes posibilidad de ello, comparar la presión del agua con la de otros líquidos.
Para saber más
Además podemos calcular con bastante precisión el valor de la presión. Tan sólo tenemos que medir la altura de la columna de agua. La presión vendrá dada por la fórmula:
Pr = h . d . g donde h = altura de la columna de agua d = densidad del agua g = aceleración de la gravedad
De esta forma cada centímetro de altura de la columna de agua equivale a 98 Pascales de presión. Suponiendo que el líquido coloreado sea principalmente agua y se le pueda asignar la misma densidad.