CONFECCIÓN DEL DIARIO DE LABORATORIO

FABRICAMOS UN MANÓMETRO 

Y MEDIMOS LA PRESIÓN DE UN GAS

El manómetro es un instrumento que se utiliza para medir la presión de fluidos (líquidos y gases)

Todos los manómetros tienen un elemento que cambia alguna propiedad cuando son sometidos a la presión, este cambio se manifiesta en una escala o pantalla calibrada directamente en las unidades de presión correspondientes.

Los tipos de manómetros más comunes son

MANÓMETROS DE TUBO U

La figura 1 muestra un esquema del manómetro de tubo U. Está formado por un tubo de vidrio doblado  en forma de U lleno parcialmente con un líquido de densidad conocida, uno de sus extremos se conecta a la zona donde quiere medirse la presión, y el otro se deja libre a la atmósfera. La presión ejercida en el lado de alta presión, produce el movimiento del líquido dentro del tubo, lo que se traduce en una diferencia de nivel marcado como h. Esta altura h dependerá de la presión y de la densidad del líquido en el tubo, como la densidad se conoce, puede elaborarse una escala graduada en el fondo del tubo U calibrada ya en unidades de presión

                                                   figura 1

MANÓMETROS DE TUBO DE BOURDON

Estos manómetros tienen un tubo metálico elástico, aplanado y curvado de forma especial conocido como tubo de Bourdon tal y como se muestra en la figura 2 en rojo. Este tubo tiende a enderezarse cuando en su interior actúa una presión, por lo que el extremo libre del tubo de Bourdon se desplaza y este desplazamiento mueve un juego de palancas y engranajes que lo transforman en el movimiento amplificado de una aguja que indica directamente la presión en la escala.

                                                      figura 2

La figura 3 anima este efecto de manera imprecisa, pero sirve para comprender el funcionamiento.

                                                                             

                                                      figura 3

MANÓMETROS DE FUELLE

Los manómetros de fuelle tienen un elemento elástico en forma de fuelle (como el acordeón) al que se le aplica la presión a medir, esta presión estira el fuelle y el movimiento de su extremo libre se transforma en el movimiento de la aguja indicadora como se muestra en la figura 4 de manera esquemática.

                                                     figura 4

Vamos a construir un manómetro de tubo U que emplearemos para tomar medidas de presión de un gas encerrado en un recipiente

Nos organizamos en grupos y seguimos las etapas del método científico:

1º OBSERVACIÓN/ PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Nos planteamos cómo fabricar un manómetro de forma sencilla en el laboratorio para poder medir la presión de un gas.

2º FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS

Redactamos la hipótesis:

“Mediante un manómetro, se puede medir la presión de un gas encerrado en un recipiente”

3º COMPROBACIÓN DE LA HIPÓTESIS

Para poder comprobar la hipótesis, debemos planificar el experimento que vamos a realizar:

Objetivos

•         Fabricar un manómetro
•         Tomar diferentes medidas de presión de un gas con el manómetro.

Material

•         Manguera o tubo flexible de plástico.
•         Un embudo de plástico.
•         Una jeringuilla.
•         Papel milimetrado o regla graduada en milímetros.
•         Un soporte de madera o cartón de 40 cm x 20 cm             
•         Líquido coloreado (agua con tinta, colorante alimentario)
•         Cinta aislante o 4 bridas.
•         Un globo de goma.

                                                        bridas

Experimentación

Con el material anterior, debemos construir el montaje de la siguiente figura

Para ello seguimos estos pasos:

•    Con la manguera, montamos el tubo en forma de U sobre el soporte de madera y lo sujetamos mediante cuatro soportes hechos de cinta aislante o bridas.
•    Pegamos la escala de papel milimetrado al lado de la rama más corta del tubo en U.
•    Vertemos el líquido coloreado dentro del tubo
•    Con la jeringuilla, cogemos aire y lo introducimos en la rama más larga del tubo. Observamos qué sucede y medimos la diferencia de nivel de líquido.
•    Cubrimos el embudo con el globo de goma, recortando para que encaje, de forma que el sistema quede cerrado herméticamente.
•    Ajustamos el conjunto anterior al extremo final de la rama más larga del tubo en U. ¿Qué ocurre?

Obtención de datos

1.     Una vez introducido el embudo en la rama más larga, ¿cómo es el nivel de líquido en ambas ramas
2.     Medir la diferencia de nivel de líquido entre las dos ramas y anotarla.
3.     Presionar la base del embudo, cubierta con el globo de goma, con el dedo. ¿Qué sucede?

Análisis de datos

Hemos observado cómo varía la altura de la columna de líquido al conectar un extremo del manómetro al embudo hermético lleno de aire. Por tanto, hemos comprobado que nuestra hipótesis es cierta: “Mediante un manómetro, se puede medir la presión de un gas encerrado en un recipiente”.

4º EXTRACCIÓN DE CONCLUSIONES

Después de analizar los datos anteriores, ¿a qué conclusiones habéis llegado?

5º COMUNICACIÓN DE RESULTADOS

Redactamos un informe de la práctica. El informe tiene que responder a las distintas etapas del método científico y debe ser redactado con rigor y exactitud.

SIGUE INVESTIGANDO

Primero busca el significado de líquido volátil

Materiales necesarios

• Globos (tantos como líquidos se disponga para experimentar)
• Cuentagotas
• Agua caliente
• Pinzas (para no quemarse al manipular el globo)
• Diferentes líquidos que se pueden encontrar en casa, por ejemplo: acetona, etanol, agua, aceite, un perfume…

Descripción

• Tener a punto agua bien caliente en un recipiente cualquiera
• Poner  dentro de un globo, con ayuda de un cuentagotas unas tres o cuatro gotas de una de los líquidos.
• Cerrar bien el globo haciendo un nudo
• Usando las pinzas, poner el globo en contacto con el agua caliente. Si es posible intentar sumergirlo en el agua y observar  qué ocurre.
• A continuación saca el globo del recipiente. ¿Qué sucede ahora?

• Repetir el mismo procedimiento para cada uno de los  otros líquidos  que dispongamos
• Emite una hipótesis que justifique lo que has observado.
• ¿qué hubiera sucedido si, una vez sacado del agua caliente, hubiésemos sumergido el globo en un recipiente lleno de hielo?

¿Existe algún riesgo?

• Determinados líquidos son inflamables. El experimento debe hacerse siempre lejos de una llama.
• Acetona, etanol: fácilmente inflamables.
• En ningún caso debe acercarse el globo a una llama.
• Una vez realizado el experimento los globos pueden tirarse  como un residuo normal.