Practica Nº 7 Hirostatica 2018.docx

P R A C T I C A No. 7 HIDROSTATICA. PRESIÓN HIDROSTATICA II. PARTE EXPERIMENTAL PRUEBA No. 1.- DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN HIDROSTATICA

7.1 OBJETIVOS 7.1.1 OBJETIVO GENERAL Estudiar la variación de la presión en el interior de un líquido en función de la profundidad

7.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS a) Determinar la presión hidrostática en función de la profundidad de inmersión b) Determinar la densidad del líquido manométrico conocida la densidad del agua en la cubeta 7.2 EQUIPO Y MATERIAL a) Sensor de presión b) Computadora c) Capsula de inmersión d) Manómetro en "U" e) Jeringa plástica f ) Agua coloreada g) Cubeta de vidrio 7.3 MONTAJE DEL EQUIPO

Equipo para presión hidrostática. Con cápsula de inmersión y manómetro

7.4 PROCEDIMIENTO 1. Llenar la cubeta de vidrio con agua 2. Llenar hasta la mitad el tubo en forma de "U" con un líquido manométrico (agua coloreada, diesel, etc.) 3. Poner la cápsula de presión directamente debajo de la superficie del agua y defina este punto como profundidad, d = 0. 4. Conectar la cápsula de presión y la jeringa plástica con el manómetro en "U". Antes, asegúrese que la jeringa esté con un máximo de volumen de aire 5. Desplace hacia abajo la cápsula de presión unos 3 cm. Revise que se haya formado una membrana por efecto de la tensión superficial cerca del borde de la cápsula 6. Empuje la jeringa de plástico de forma que la membrana este coincidiendo con el borde de la cápsula. 7. Lea en el manómetro la variación de presión en las líneas de la escala h (diferencia del nivel del líquido entre el tubo derecho y el tubo izquierdo del manómetro). 8. Repita la medición con profundidades de 3 cm, 6 cm, 9 cm, 12 cm,... hasta llegar a unos 30 cm. En todos los casos, presionar la jeringa para situar la membrana sobre el borde de la cápsula. 7.5 TABULACIÓN DE DATOS, RESULTADOS EXPERIMENTALES Y ANALÍTICOS P agua (kg/m3)

Pd (N/m2)

Profundidad Altura del líquido d(m) manométrico h(m)

0 291,942 583,884 875,826 1167,768 993 1459,710 1751,652 2043,594 2335,536 2627,478 7.6 CALCULOS

0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27

0 3.8 7.4 11.1 14.7 18.4 22.0 25.6 29.3 33.1

Ph (N/m2) 0 305.368 594.664 891.996 1181.292 1478.624 1767.92 2057.216 2354.548 2659.916

7.6.1 CÁLCULOS MATEMÁTICOS Profundidad 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27

h2 20.4 22.3 24.1 26 27.8 29.6 31.4 33.2 35.1 36.9

h1 204 18.5 16.7 14.9 13.1 11.2 9.4 7.6 5.8 3.8

h 0 3.8 7.4 11.1 14.7 18.4 22.0 25.6 29.3 33.1

Pliq.manom. (kg/m3)

8.200

Pd = ρH2O * g* d Pd1 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0m = 0 N/m2 Pd2 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,03m = 291,942 N/m2 Pd3 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,06m = 583,884 N/m2 Pd4 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,09m = 875,826 N/m2 Pd5 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,12m = 1167,768 N/m2 Pd6 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,15m = 1459,710 N/m2 Pd7 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,18m = 1751,652 N/m2 Pd8 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,21m = 2043,594 N/m2 Pd9 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,24m = 2335,536 N/m2 Pd10 = 993kg/m3 *9,8m/s2 * 0,27m = 2627,478 N/m2

𝛒𝐇𝟐𝟎

𝛒𝐥𝐢𝐪𝐢𝐝𝐨

=

ρliqido =

1000 = 8.200 121.939

𝒃

Pd = ρliquido * g* h Pd1 = 8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 0m = 0 N/m2 Pd2 = 8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 3.8m = 305.368 N/m2 Pd3 = 8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 7.4m = 594.664 N/m2 Pd4 =8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 11.1m = 891.996 N/m2 Pd5 =8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 14.7m = 1181.292 N/m2 Pd6 = 8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 18.4m = 1478.624 N/m2 Pd7 = 8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 22.0m = 1767.92 N/m2 Pd8 = 8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 25.6m = 2057.216 N/m2 Pd9 = 8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 29.3m = 2354.548 N/m2 Pd10 = 8.200kg/m3 *9,8m/s2 * 33.1m = 2659.916 N/m2 7.6.2 GRAFICA 35

altura del liquido manometrico

33.1 30

29.3 25.6

25 22 20

18.4

15

14.7 11.1

10 7.4 5

3.8

0

32.996

29.338

25.679

22.021

18.363 h

14.705

h´

11.047

7.389

3.78

0.072 0

0.05

0.1

0.15 profundidad

0.2

0.25

0.3

d(m) 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27

h(m) 0 3.8 7.4 11.1 14.7 18.4 22.0 25.6 29.3 33.1

d(m) 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27

h´(m) 0.072 3.780 7.389 11.047 14.705 18.363 22.021 25.679 29.338 32.996

7.7 ANALISIS DE RESULTADOS La densidad del líquido manométrico obtenido mediante la ecuación, (donde b es el valor de la pendiente en la curva ajustada) es 8.200Kg/m3. Comparando con las densidades de los diferentes líquidos que se dio en clases, podría decirse que el líquido del manómetro es alcohol por ser el más baja. 7.8 CONCLUSIONES La densidad del líquido manométrico obtenido en laboratorio es 8.200 Kg/m3. Los errores de la presión del tanque respecto a la presión manométrica son relativamente pequeños, debido probablemente a la falta de precisión de los instrumentos, como ser la manguera, y del ojo humano al momento de realizar las mediciones. En esta práctica también se demostró que la presión aumenta con la profundidad. Porque la presión ejercida por el agua es mayor que la del aire.

ANEXOS d 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27 ∑ =1,35

h 0 3.8 7.4 11.1 14.7 18.4 22.0 25.6 29.3 33.1 ∑ =165.4

𝑎=

𝑎=

d2 0 0,0009 0,0036 0,0081 0,0144 0,0225 0,0324 0,0441 0,0576 0,0729 ∑ =0,2565

dh 0 0,114 0,444 0,999 1.764 2.760 3.960 5.376 7.032 8.937 ∑ =31.386

(∑ ℎ)(∑ 𝑑2 ) − (∑ 𝑑)(∑ ℎ𝑑) 𝑛 ∑ 𝑑2 − (∑ 𝑑)2

(165.4)(0,2565) − (1,35)(31.386) = 0.0727 10(0,2565) − 1,8225 𝑏=

𝑏=

𝑛 ∑ 𝑑ℎ − (∑ 𝑑)(∑ ℎ) 𝑛 ∑ 𝑑2 − (∑ 𝑑)2

(10𝑥31.386) − (1,35)(165.4) = 121.939 10(0,2565) − 1,8225

h´= a + bd h´1= 0.0727+ (121.939x 0m)= 0.0727 m h´2= 0.0727+ (121.939x 0,03m)= 3.730 m h´3= 0.0727+ (121.939x 0,06m)= 7.389 m h´4= 0.0727+ (121.939x 0,09m)= 11.047 m h´5= 0.0727+ (121.939x 0,12m)= 14.705 m h´6= 0.0727+ (121.939x 0,15m)= 18.363 m h´7= 0.0727+ (121.939x 0,18m)= 22.021 m h´8= 0.0727+ (121.939x 0,21m)= 25.679 m h´9= 0.0727+ (121.939x 0,24m)= 29.338 m h´10= 0.0727+ (121.939x 0,27m)= 32.996 m