Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica

julio 04, 2011

Balance de fuerzas en un manómetro


Cuando un líquido se encuentra en equilibrio en un recipiente, cada capa de líquido debe soportar el peso de todas las que están por encima de ella. Esa fuerza aumenta a medida que se gana en profundidad y el número de capas aumenta, de manera que en la superficie la fuerza (y la presión) es prácticamente nula, mientras que en el fondo del recipiente la presión es máxima.




La presión debida a una columna de fluido puede calcularse a través de la ecuación de la hidrostática:




Esta ecuación es el principio bajo el cual operan los manómetros diferenciales. Los manómetros son los instrumentos utilizados para medir la presión de fluidos (líquidos y gases). El manómetro de tubo en U consta de un tubo de vidrio doblado en forma de U lleno parcialmente con un líquido de densidad conocida; una de sus ramas se conecta al sistema del que se quiere conocer la presión, mientras que la otra rama generalmente se deja libre a la atmósfera (aunque también puede conectarse a un sistema de presión conocida).




La presión ejercida en el lado de mayor presión produce el desplazamiento del líquido dentro del tubo, lo que se traduce en una diferencia de altura "h", la cual se conoce como "carga hidrostática". De aquí que la presión también puede darse en unidades de longitud en función de algún líquido (ejemplo: metros de agua, centímetros de mercurio, etc). La carga hidrostática depende de la presión y de la densidad del líquido en el tubo.




Los manómetros de tubo en U también pueden medir presiones de vacío, la diferencia es que la columna de líquido ascenderá en la rama de baja presión.




La forma en cómo realizar un balance de fuerzas en un manómetro se muestra en el siguiente video:




O puedes obtener la presentación en formato pps aquí. También puedes consultar los apuntes aquí.


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