Medidas de Presión

El manómetro es un dispositivo utilizado para medir la presión. Hay muchos tipos de manómetros. Un diseño común, muy simple, es el de un tubo de vidrio doblado en U y sellado en un extremo. El tubo se llena con un líquido, generalmente mercurio, removiendo el aire encerrado en el extremo cerrado. El tubo de orienta con la parte curva hacia abajo y el líquido se asienta en el fondo.

La diferencia de altura en las columnas de mercurio permite determinar la presión de un gas en el sistema.

En el ejemplo de la izquierda, la columna del lado sellado llega a 875 mm y la columna del extremo abierto llega a 115 mm. La diferencia es 875 mm - 115 mm = 760. mm, lo que indica que la presión es de 760. mm Hg o 760. torr.

Esta forma de medir presión lleva al uso de mm Hg como unidad de presión. En la actualidad, 1 mm Hg se llama 1 torr.

Otras unidades usadas para medir presión son: atmósfera, Pascal o psi(pound/square inch).
Las equivalencias son: 1 atm = 760 torr = 101 kPa = 14.7 psi.



Experimento

Parte 1: Leyendo un Manómetro

Cuidadosamente lea la altura de las columnas de mercurio. Reste los resultados para obtener la presión del sistema en torr.

Calcule la presión en atm, kPa, y psi.

Despues de calcular la presión, seleccione el botón "Mostrar Presión" para comprobar sus resultados.

Seleccione el botón "Nueva Presión" para obtener una nueva presión y repetir el ejercicio. Practique leyendo la presión y convirtiendo las unidades hasta que consistentemente obtenga resultados razonablemente exactos.






Parte 2: Usando un Manómetro con Agua

Esta parte del experimento es igual a la parte 1 excepto en que el manómetro contiene agua en lugar de mercurio.

La diferencia de altura entre las columnas medirá ahora la presión en unidades de mm H2O.

¿Cuál es la diferencia entre 1 mm H2O y 1 mm Hg?
(Assume the density of water is 1.00 g cm-3.)

Carefully read the heights of the two columns of mercury in the manometer at the right. Note that the scale is in units of millimeters. Use the two heights to determine the pressure of the system.

After trying several different pressures, do you notice a significant difference between the examples in Part 1 and those in this part? What practical difference results from using water rather than mercury?






Part 3: Effect of Vapor Pressure

Objective

As you hopefully observed in Part 2, one of the notable differences between mercury and water is density. Because mercury is much denser than water, a column of mercury weighs more.

Another important difference is the vapor pressure. Molecules from a liquid can escape into the gas phase, and those gas-phase molecules exert a pressure called the vapor pressure. The existence of a vapor pressure means that the "void" space above the liquid in the closed end of the manometer is not really a vacuum. This region actually contains a small amount of vapor, which itself exerts a pressure on the liquid in the closed tube.

A major advantage to using mercury in a manometer is the low vapor pressure of mercury, which is 0.0017 torr at 25 oC. This small vapor pressure can be ignored for all but very low pressure measurements.

The vapor pressure of water is 23.8 torr at 25 oC, a value which is obviously significant considering your measurements in Part 2.

Repeat the measurements from Part 2 taking into account the vapor pressure of water. (Note that the gas in the open-ended tube on the right also contains water vapor. In this case you are determining the total pressure of the gas mixture.)






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