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Presión Hidrostática

Publicado por Monica González

De forma simple, se puede decir que un fluido adquiere el formato del recipiente que lo contiene. Son considerados fluidos los líquidos y los gases.

En este tópico, veremos las propiedades de los líquidos en equilibrio estático, más allá que esas propiedades puedan ser extendidas a los fluidos en general.

Presión: Concepto que relaciona la fuerza aplicada sobre una superficie con el área de esa superficie. Así, la presión de una fuerza sobre una superficie es la razón entre el componente normal de fuerza y el área de la superficie en la cual ella actúa: p = F/A

En el Sistema Internacional, la unidad de presión es N/m2, también conocida como Pascal (Pa)

Presión Atmosférica: La atmósfera está compuesta por varios gases que ejercen presión sobre la superficie de la Tierra, a nivel del mar, se tiene: patm = 1,01 . 105 N/m2 = 1,01 . 105 Pa.

Presión Hidrostática (o efectiva): Es la presión ejercida por el peso de una columna fluida en equilibrio. Considere un cilindro con un líquido hasta la altura h y un punto B marcado en el fondo del área A. El líquido ejerce una presión en el punto B dada por:

La presión hidrostática o efectiva depende de la densidad del fluido (d), de la altura del fluido encima del punto considerado (h) y del lugar de la experiencia (g), independiente del formato y del tamaño del recipiente.

Presión absoluta (o total) – En el fondo del recipiente, la presión total toma en cuenta la presión atmosférica.

Pabs = Patm + Pef Pabs = Patm + dgh

Masa específica y densidad

 

La masa específica (μ) de una sustancia es la razón entre la masa (m) de una cantidad de la sustancia y el volumen (V) correspondiente:

 

 

Una unidad muy usual para la masa específica es el g/cm3, mas en el SI la unidad es el kg/m3 . La relación entre ambos es la siguiente:

 

 

 

Así, para transformar una masa específica desde g/cm3 hacia kg/m3, debemos multiplicarla por 1.000. En la tabla a continuación están relacionadas las masas específicas de algunas sustancias.

 

 

Sustancia μ (g/cm3) μ (kg/m3)
Agua 1,0 1.000
Hielo 0,92 920
Alcohol 0,79 790
Hierro 7,8 7.800
Plomo 11,2 11.200
Mercurio 13,6 13.600

 

Observación:

 

Es común que encontremos el término densidad (d) en lugar de masa específica (m). Se utiliza “densidad” para representar la razón entre la masa y el volumen de objetos sólidos (huecos o macizos) y la “masa específica” para líquidos y substancias.

 

Ejemplo: Son mezclados volúmenes iguales de dos líquidos con masas específicas de 0,50 g/cm3 y 0,90 g/cm3

 

Determinemos la masa específica de la mezcla.

 

Siendo los volúmenes iguales, tenemos que V1 = V2 = V. Por tanto el volumen de la mezcla es 2V.

 

Por otra parte, podemos decir que la masa de la mezcla es igual a la suma de las masas de los dos líquidos de la relación μ = m/v tendremos m = μV

 

m mezcla = m1 + m2 ==> μmezcla . 2V = μ1V + μ2V ==>

 

μmezcla = (μ1+ μ2)/2 ==> μmezcla = (0,50+0,90)/2 ==>

μmezcla = 0,70 g/cm3