Description
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES INGENIERIA FORESTAL
PRACTICA N°1 CURSO
:
FISICA II
TITULO
:
BAROMETRO DE TORRICELLI
DOCENTE
:
Lic. SANTISTEBAN ALVARADO, Cesar.
INTEGRANTES
:
DIAZ DELGADO, Claudia Estefany RODRIGUES RUIZ, Estefany G SANCHES CHAVES, Arlet Tessy SANTOS FLORES, Cleide TAYPE TELLO, Ana Lizbeth
SEMESTRE
:
2015 - II
TINGO MARIA - PERU SEPTIEMBRE 2015
I.
INTRODUCCION
Todos sabemos que existen varios tipos de presión; cualquiera comprende, por ejemplo, el género de presión que realiza un dedo apoyado apretadamente sobre alguna cosa. Esta presión es igualmente aplicable a los sólidos, a los líquidos y a los gases.Pero ahora trataremos de otros tipos de presión mensurables. De la misma forma que se han hallado medios especiales para medir la gravedad y el peso específico de un cuerpo, también se inventaron medios especiales para medir las presiones. Cuando se habla de los tres estados de la materia sólido, líquido y gaseoso no se hace hincapié en que dos de ellos se .parecen entre sí bastante más que el tercero. El agua es muy diferente del aire, pero ambos gozan de la propiedad de fluir. En el sólido existen fuerzas que mantienen unidas las moléculas, de manera que su forma se conserva pero la forma del aire y del agua varían constantemente, porque tanto uno como otra fluyen. En el lenguaje científico, tanto los líquidos como los gases se denominan fluidos. Ahora bien, en todo fluido existe una cierta presión; conocemos perfectamente un ejemplo, ya que siempre hemos soportado la presión del aire. Esta presión atmosférica, como se denomina, es entre todas las presiones fluidas, la más importante para nuestra existencia. Ante todo, cabe decir que en el inmenso océano de aire que nos rodea, existe presión fluida; la consecuencia más importante de esta presión es nuestra respiración. OBJETIVOS Determinar la presión atmosférica (barométrica) mediante el barómetro de Torricelli.
II.
II.1.
FUNDAMENTO TEORICO
Barometro de Torricelli La masa de aire que envuelve a la Tierra, la atmósfera, determina, a
causa de su peso, una presión sobre todos los objetos situados sobre su superficie. En un lugar determinado el valor de la presión atmosférica experimenta variaciones que están relacionadas, en parte, con los cambios que sufre el estado del tiempo. Sobre la superficie terrestre y a nivel del mar, la presión atmosférica varía alrededor de un valor de 1013300 dyn/cm2 (o barias) = 1013 mb. Este valor de presión puede tomarse como unidad de medida y recibe el nombre de atmósfera. La presión atmosférica puede medirse utilizando el barómetro de mercurio , con la célebre experiencia de Torricelli: un tubo de vidrio cerrado por un extremo, de unos 100 cm. de longitud, se llena completamente de mercurio y evitando que éste se vierta, se invierte e introduce el extremo abierto en el mercurio contenido en una cubeta, situando el tubo en posición vertical. Torricelli llevó a cabo esta experiencia, en el año 1643, y observó que el nivel del mercurio descendía dentro del tubo, hasta quedar una columna (columna barométrica) de unos 76 cm sobre el nivel del mercurio en la cubeta. La diferencia de niveles, h, del mercurio en el tubo y en la cubeta nos permite calcular la presión atmosférica. El espacio que se forma sobre la columna barométrica (cámara barométrica) sólo contiene vapor de mercurio, cuya presión podemos pasar por alto por ser muy baja a las temperaturas ordinarias. Si es ρ la densidad del mercurio y g la aceleración gravitatoria, la presión atmosférica será P = ρgh.
II.2.
Como esta formado el barómetro de Torricelli El barómetro de Torricelli consta de un tubo capilar cerrado por uno
de sus extremos, el cual se lleva mercurio (hg) y luego se coloca invertido dentro de un recipiente de hg. Aplicando el principio fundamental de la hidrostática: P2-P1 = -Dg( Z2-Z1) 0-P0= -D*gh P0 = D*gh Ósea, se mide la presión atmosférica, usando una columna de mercurio (hg) en condiciones normales y a nivel del mar P 0= 760 mm H= 101325 Pa , Pa = Pascal. La masa de aire que envuelve a la Tierra, la atmósfera, determina, a causa de su peso, una presión sobre todos los objetos situados sobre su superficie. En un lugar determinado el valor de la presión atmosférica experimenta variaciones que están relacionadas, en parte, con los cambios que sufre el estado del tiempo. La presión atmosférica puede medirse utilizando el barómetro de mercurio, con la célebre experiencia de Torricelli: un tubo de vidrio cerrado por un extremo, de unos 100 cm. de longitud, se llena completamente de mercurio y evitando que éste se vierta, se invierte e introduce el extremo abierto en el mercurio contenido en una cubeta, situando el tubo en posición vertical. Torricelli llevó a cabo esta experiencia, en el año 1643, y observó que el nivel del mercurio descendía dentro del tubo, hasta quedar una columna (columna barométrica) de unos 76 cm sobre el nivel del mercurio en la cubeta La diferencia de niveles, h, del mercurio en el tubo y en la cubeta nos permite calcular la presión atmosférica.
El espacio que se forma sobre la columna barométrica (cámara barométrica) sólo contiene vapor de mercurio, cuya presión podemos pasar por alto por ser muy baja a las temperaturas ordinarias. Si es ρ la densidad del mercurio y g la aceleración gravitatoria, la presión atmosférica será P = ρgh. Adosando una escala graduada al tubo del dispositivo, se tiene el llamado barómetro de Torricelli. Para conocer la longitud de la columna barométrica es necesario efectuar la lectura de dos niveles: los del mercurio en el tubo y en la cubeta. En caso de los instrumentos de precisión normales en los laboratorios de Física, sobre una escala graduada en milímetros, grabada sobre un cilindro de latón que rodea y protege el tubo de vidrio. En este cilindro hay dos ventanas, en posición anterior y posterior que permiten observar el extremo de la columna de mercurio cuya posición se puede precisar mediante un nonius corredizo accionado mediante un tornillo. La lectura se realizada de la siguiente manera. La envuelta de latón lleva adosado un termómetro, en el que se leerá la temperatura a que se encuentra el instrumento en el momento de efectuar la lectura. Correcciones barométricas. Para determinar el valor de la presión atmosférica a partir de la lectura del barómetro deben aplicarse varias correcciones: Corrección de temperatura. Es la corrección más importante y en muchos casos es la única que es necesario hacer. El objeto de esta corrección es tener en cuenta la dilatación que experimenta, por aumento de temperatura, tanto la columna barométrica como la escala graduada. Se debe reducir la lectura a 0°C y así, si es h la lectura barométrica y t la temperatura del instrumento, la corrección de temperatura será: h 0.000163th 1 αt (α β)t ∆t = − + − = (13-1) donde α = 181.5 10-6 °C-1 es el coeficiente de dilatación cúbica del mercurio, ß = 18.4 10-6 °C-1 es el coeficiente de dilatación lineal del latón que está fabricada la escala.
Corrección de capilaridad. Esta corrección depende del diámetro del tubo, y es prácticamente constante para un barómetro dado. Es consecuencia de la depresión que experimenta la columna de mercurio en el tubo, debido a las fuerzas de tensión superficial.
El menisco es convexo, ya que el mercurio no moja el vidrio y en consecuencia la altura de la columna barométrica es algo inferior a la que tendría si no existiese el fenómeno de capilaridad.
El valor de la corrección, que suele ser pequeño, debe sumarse siempre a la lectura barométrica, y se obtendrá del diámetro interno del tubo y de la altura del menisco.
III. III.1.
MATERIALES Y METODOS
Materiales -Barometro de Torricelli -Mercurio -Jeringa -Regla metalica -Sensor de tiempo
III.2.
Metodología
El barómetro de Torricelli consta de un tubo capilar cerrada por uno de sus extremos, el cual se llena con mercurio (Hg) y luego se le coloca dentro de un recipiente de Hg. Aplicando el principio fundamental de la hidrostática, P2 - P1= -D g (Z2- Z1) 0 - P0 =D’ g h P0 =D’ g h O sea se mide la presión atmosférica usando una columna de mercurio (Hg) En condiciones normales y a nivel del mar. P1= 760 mm Hg= 101325 Pa, Pa= Pascal
P2 = 0
Z2
Tubo capilar con mercurio Hg
P1
Z1
P1 = P0
Recipiente con mercurio
IV.
Sp2
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
h(mm) 704 704.5 705 704.5 703.5 704 704 705 704.5 704
RESULTADOOS
P(mmHg) 704 704.5 705 704.5 703.5 704 704 705 704.5 704
Sp 0.3 -0.2 -0.7 -0.2 0.8 0.3 0.3 -0.7 -0.2 0.3
n
X´
σ=
√
∑ xi ¿
i=1
=704.3
n
∑ Sp2 n−1
σ=
√
2.1 =0.483 9
σ 2.1 ∆ %= ×100 %= ×100=0.29 x´ 704.3
δ X 1=|X
|
1− X´
0.09 0.04 0.49 0.04 0.64 0.09 0.09 0.49 0.04 0.09
¿ 704.3 ± 0.483
± 0.29%
V.
DISCUSIÓN
En este practica del Barómetro de Torricelli hemos obtenido un error porcentual de 0.29% lo cual nos parece un error aceptable en este práctica, ya que no hemos
tenido tanto error al momento de hacer la respectivas a
mediciones. Indagando en otras prácticas nos hemos percatado que el error es casi similar a nuestro resultado obtenido.
VI.
CONCLUSION
Se logró determinar la presión atmosférica mediante el Barómetro de Torricelli, y obtuvimos:
704.3 ± 0.483
VII.
-
RECOMENDACIÓN
Leer la guia antes de realizar la práctica para no tener dificultades al momento de ejecutar dicha práctica.
-
Tener precaución con el uso del Mercurio, ya que es un elemento muy toxico y debe tener cuidado.
-
Medir con precisión la lectura del barómetro
VIII.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Feliu S. “Ciencia y verdad” 123 páginas - Santiago Burbano de Ercilla, Gracia C. Física general Editorial Tebar, 2003 - 800 páginas I.T.A. Fundamentos Físicos de la Ingeniería Práctica. Barómetro de Torricelli Principios básicos de las mediciones atmosféricas 2011
ANEXOS
-
IX.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
- Salvador Feliu Castelló “Ciencia y verdad” 123 páginas - Santiago Burbano de Ercilla, Carlos Gracia Muñoz Física general Editorial Tebar, 2003 - 800 páginas
I.T.A. Fundamentos Físicos de la Ingeniería Práctica. Barómetro de Torricelli Principios básicos de las mediciones atmosféricas 2011
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