Inf. Nº02_ PRESION ATMOSFERICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

Facultad ingeniería mecánica eléctrica electrónica y sistemas

Escuela Profesional de Ing. Mecánica Eléctrica

Informe Area

:

Trabajo:

Laboratorio de Ingeniería Mecánica I (Grupo A) Informe de Practica de Laboratorio Nº02 – PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Presentado por el estudiante: OCHOA YUCRA, Ronny Alí Estudiante Del:

VI SEMESTRE

Codigo

105701

:

Encargado por el docente

: Ing. CONDORI A. Julio.

Modelo del informe:           

Título Objetivos Generales. Objetivos Específicos. Instrumentos Resumen. Marco teorico. Resumen de Teoría dada. Procedimiento y Correcciones. Conclusiones. Recomendaciones. Bibliografía

 Apendice Año mundial : 2013 Fecha

:

/10/201

1. TÍTULO:  Presión Atmosférica.

2. OBJETIVOS GENERALES:  Medir la presión Atmosférica en la UNA.

3. OBJETIVOS ESPECIFICOS:  Corregir la lectura por Temperatura, Latitud y Altura.

4. INSTRUMENTOS:  Barómetro.  Termómetro.

5. RESUMEN: La Presión Atmosférica es muy importante en el desarrollo de la Ing. Mecánica porque nos permite determinar el tipo de material y la resistencia que posee a una determinada presión en estructuras, sistemas Mecánicos, etc.; por ello en el departamento de Puno, el análisis de la Presión Atmosférica y su corrección a una determinada Temperatura, Altitud y Latitud; es fundamental para el desarrollo Tecnológico, para poder adecuar nuestros conocimientos de Ingeniería a nuestro entorno de trabajo como es: en el sector Minero, Agroindustrial, etc.

6. MARCO TEORICO (FUNDAMENTO): 1. PRESION: Presión, en mecánica, fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presión se expresa en Newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). 2. PRESIÓN ATMOSFÉRICA: El aire pesa y ejerce una presión sobre los objetos y las personas. Asimismo es muy compresible por lo que es más denso en las capas bajas de la atmósfera, donde también la presión es mayor. A mayor peso del aire, mayor presión. La presión debida al peso del aire se denomina presión atmosférica, la cual se mide con el barómetro y se expresa en hectopascales (hPa), siendo un hPa igual a un milibar (mb).

La máxima presión atmosférica se da al nivel del mar y disminuye al aumentar la altitud, la humedad y la temperatura, tres factores muy relacionados entre sí. Es menor cuanto más alto está un lugar sobre el nivel del mar, pues es menor la capa de aire que tiene encima (decrece aproximadamente 1 hPa cada 8 m en las capas atmosféricas más bajas y, a unos 1.500 m, alrededor de 1 hPa cada 15 m). La presión atmosférica se reduce al aumentar la humedad, pues el vapor de agua pesa menos que otros gases, o igualmente decrece al subir la temperatura, pues el aire cálido pesa menos que el aire frío. Hay zonas de alta presión y zonas de baja presión. Las altas presiones superan los 1.015 hPa y reciben el nombre de anticiclones (en los mapas del tiempo de superficie se simbolizan con la letra A o H); un anticiclón da lugar a un tiempo estable y seco. Las zonas que tienen una presión inferior a 1.015 hPa se denominan borrascas (símbolo B o L), ciclones o depresiones, y originan un tiempo inestable y lluvioso. En las zonas de contacto entre anticiclones y borrascas se forman frentes lluviosos. FACTORES DE VARIACIÓN La presión atmosférica varía por la acción de factores como la altura, temperatura y la humedad. ALTURA: a mayor altura la presión disminuye y a menor altura, aumenta. Al ascender de aire soporta menor peso, el aire se expande y ejerce menor presión. La presión en un cierto punto corresponde a la fuerza (peso) que la columna atmosférica sobre ese lugar ejerce por unidad de área, debido a la atracción gravitacional de la Tierra. La presión atmosférica promedio a nivel del mar es ligeramente superior a 1000 hPa, lo que corresponde a una fuerza cercana a 10 toneladas por metro cuadrado (1 Kg por cm2). Como la atmósfera es compresible, el efecto de la fuerza gravitacional hace que su densidad (masa por unidad de volumen) disminuya con la altura, lo cual a su vez explica que la disminución de la presión con la altura no sea lineal.

TEMPERATURA: el aire caliente pesa menos que el aire frío y tiende al elevarse, si observamos una olla con agua puesta al fuego, vemos como el vapor de agua sube (sube porque está caliente). Con altas temperaturas, el aire se calienta, se hace liviano, y asciende y origina baja presión. Con bajas temperaturas, el aire se enfría, se hace pesado, desciende y origina alta presión. Aquí se aplica la regla: a mayor altura, menor temperatura; a menor altura, mayor temperatura; es decir, si estamos en una montaña alta, hace frío, pues la temperatura es baja. Si estamos en el llano que es bajo, la temperatura es alta, es decir, hace mucho calor. HUMEDAD: En lugares donde hay mayor humedad, hay menor presión y viceversa, si hay menor humedad, mayor presión; esta situación esta estrechamente relacionada con la altura.

3. BARÓMETRO: Instrumento para medir la presión atmosférica, es decir, la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmósfera. Como en cualquier fluido esta fuerza se transmite por igual en todas las direcciones. La forma más fácil de medir la presión atmosférica es observar la altura de una columna de líquido cuyo peso compense exactamente el peso de la atmósfera. Un barómetro de agua sería demasiado alto para resultar cómodo. El mercurio, sin embargo, es 13,6 veces más denso que el agua, y la columna de mercurio sostenida por la presión atmosférica normal tiene una altura de sólo 760 milímetros. El Barómetro de mercurio es un instrumento utilizado para medir la presión atmosférica. La paabra Barómetro viene del Griego donde: Báros= presión ; Metrón= medida.

4. TERMÓMETRO: Un termómetro es un instrumento que mide la temperatura de un sistema en forma cuantitativa. Una forma fácil de hacerlo es encontrando una sustancia que tenga una propiedad que cambie de manera regular con la temperatura. La manera más "regular" es de forma lineal: 5. t(x)=ax+b. Donde t es la temperatura y cambia con la propiedad x de la sustancia. Las constantes a y b dependen de la sustancia usada y deben ser evaluadas en dos puntos de temperatura específicos sobre la escala, por ejemplo, 32° para el punto congelamiento del agua y 212° para el punto de ebullición. Después se aclara que este es el rango de una escala ya conocida como la Fahrenheit. Por ejemplo, el mercurio es líquido dentro del rango de temperaturas de -38,9° C a 356,7° C ( la escala Celsius se discute más adelante). Como un líquido, el mercurio se expande cuando se calienta, esta expansión es lineal y puede ser calibrada con exactitud.

El dibujo del termómetro de vidrio de mercurio ilustrado arriba contiene un bulbo fijo con mercurio (bulb) que le permite expandirse dentro del capilar. Esta expansión fue calibrada sobre el vidrio del termómetro.

Termómetro de mercurio: Es un tubo de vidrio sellado que contiene mercurio, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme. Este cambio de volumen se visualiza en una escala graduada. El termómetro de mercurio fue inventado por Gabriel Fahrenheit en el año 1714.

7. PROCEDIMIENTO Y CORRECCIONES: o Tomar los datos de la Presión Atmosférica y Temperatura dados por el docente encargado (laboratorio). o Realizar los cálculos de las correcciones por temperatura, latitud y altitud. o Obtener los resultados. o Obtener las conclusiones y recomendaciones.

Correcciones: Se realizaran las siguientes correcciones:  Corrección por Temperatura.  Corrección por Latitud.  Corrección por Altitud.

Datos: Datos Principales: Tomado en el laboratorio de Física. Presión atmosférica

488 mmHg

Temperatura

18.5 ºC

Datos Secundarios: Información tomada de la web. Longitud

70º 01’ 59’’

Latitud

15°39’ 29.28’’

Altitud

3827 m.s.n.m

Coordenadas

15º49′59′′ S, 70°01′59′′ O

A. CORRECCION POR TEMPERATURA (

)

Tabla 2.2 (Basada en datos de los ASME Power Test Codes) ver Apéndice. Los Datos: P = 488 mmHg y T = 18.5 ºC Presión en (mmHg) Temperatura (°C)

450 mmHg

15 °C

488 mmHg

1.3

500 mmHg

A

18.5 °C

1.4

CT:

20 °C

1.7

Interpolando se tiene:

B

1.8

mmHg (Ver Apéndice – Interpolación 1)

T > 0ºC ⇒ Se restara la Corrección por Temperatura (CT). Pa = P – CT Pa = 488 mmHg – 1.656 mmHg Pa = 486.344 mmHg B. CORRECCION POR LATITUD (

) (gravedad)

Tabla 2.3 (Basada en datos de los ASME Power Test Codes) ver Apéndice. Los Datos: P = 488 mmHg y Latitud = 15°49’ 29.28’’ = 15.8248°

Presión en (mmHg) Latitud (°)

450 mmHg

488 mmHg

15.8248°

500 mmHg

Cg:

25°

-1.2

A

-1.2

30°

-1

B

-1.2

Interpolando y extrapolando se tiene: (Interpolación – Extrapolación) 2)

mmHg (Ver Apéndice –

Estas correcciones se suman a la presión atmosférica medida Pa = 488 mmHg + ( Pa = 486.712 mmHg

C. CORRECCION POR ALTITUD (

mmHg )

) (m.s.n.m)

Tabla 2.4 (Basada en datos de los ASME Power Test Codes) ver Apéndice. Los Datos: P = 488 mmHg y Altitud = 3827 m.s.n.m

Temperatura media de Atmósfera (ºC) Altitud (msnm)

10 ºC

18.5 ºC

20 ºC

1800m

7

A

7

2100m

7

B

7

3827m

Ch:

Interpolando y extrapolando se tiene: (Interpolación – Extrapolación) 3)

mmHg (Ver Apéndice –

Los valores son iguales por lo tanto A, B, Ch tomaran los mismos valores. Estas correcciones se suman a la presión atmosférica corregida por gravedad. Pa = P + Ca Pa = 488 mmHg + 7.0 mmHg Pa = 495.000 mmHg

8. RESULTADOS: a. Pa = 486.344 mmHg (Corrección por Temperatura). b. Pa = 486.712 mmHg (Corrección por Latitud). c. Pa = 495.000 mmHg (Corrección por Altitud).

9. CONCLUSIONES:  La presión atmosférica medida en la UNA es: 

10.

RECOMENDACIONES:

11.

BIBLIOGRAFÍA:

12.

APÉNDICE: