La balanza de pesos

Introducción

La balanza de pesos muertos es un instrumento que proporciona el método más confiable y exacto para medir presiones superiores a 1 Kgf/cm2.

Su operación está basada en el principio de balancear pesos conocidos contra la fuerza producida por la acción de una presión desconocida en un pistón hidráulico de área conocida. Cuando estas fuerzas alcanzan equilibrio y balance, la presión desconocida iguala el total de las pesas y el pistón, y de esta manera queda determinado el valor de la presión.

La balanza de pesos muertos es un instrumento portátil, durable y sumamente exacto, las pesas y el pistón son calibrados individualmente a un décimo del 1% de la presión dada.

Objetivo

Medir presiones de vacío con un tubo en U que está abierto a la atmósfera por uno de sus extremos.

Emplear la balanza de pesos muertos para determinar y medir la presión manométrica y absoluta.

Materiales

Agua como fluido manométrico

Un tubo de vidrio abierto

Un flexómetro

Jeringas de 10 y 50 ml.

Probeta con discos de distintos pesos.

Desarrollo

En primer lugar purgamos la balanza de pesos muertos, posteriormente comenzamos a colocar el vástago en el cilindro sin ningún peso y medimos la presión con el manómetro adjunto al dispositivo. De igual forma con diferentes pesos.

En la segunda parte de la practica medimos presión al hacer un vacio en un tubo de U primero a presión atmosférica y posteriormente creando vacio con una jeringas. Esto lo que ocasione es disminuir la presión de un lado y que el nivel del lado opuesto baje.

Resultados y Análisis de resultados

Estos son los resultados de la medición de las pesas en la balanza de pesos muertos.

Y calculamos las presiones de las pesas y la del fluido. Con las siguientes ecuaciones:

P_fluido=(m_fluido*g)/(πr^2 )

P_pesos=(m_pesos*g)/(πr^2 )

Masa extra [kg] Presión [kg/cm2] Presión pesa [kg/m*s2] Presión fluido [kg/m*s2] Presión atm [kg/m*s2]

0 2 14186.71795 14186.71795 76033

0.57 5 36160.71043 14186.71795 76033

0.9341 7 50197.08001 14186.71795 76033

2.57 16 113262.4384 14186.71795 76033

4.97 30 205784.512 14186.71795 76033

r [m] 0.009

Masa del pistón [kg] 0.368

En esta parte colocamos unas jeringas de diferentes volúmenes en un extremo del tubo en U, por lo tanto fuimos extrayendo aire con la jeringa del tubo.

r[kg/m3] Dh [m] g [m/s2] Presión [kgf/m*s2] Presión abs [kgf/m*s2] Presión atm [kgf/m*s2]

1000 0 9.81 0 76033 76033

1000 1.5 9.81 14715 90748 76033

1000 -3 9.81 -29430 46603 76033

1000 -7.7 9.81 -75537 496 76033

1000 -12.8 9.81 -125568 -49535 76033

1000 -15.7 9.81 -154017 -77984 76033

Aquí se ve claramente que en el primer caso el tubo se encuentra a la misma presión, es decir, a la misma presión atmosférica en el segundo caso fue cuando introdujimos la jeringa de un lado del tubo y aquí fue donde aumento la prisión absoluta ya que el aire que empujo la jeringa en el tubo hizo más presión.

En los casos posteriores la presión disminuyo notablemente ya que extraíamos aire del tubo por lo tanto se redujo la presión absoluta.

Cuestionario

La succión del aire contenido en las columnas en U se realiza con una jeringa y se mide la altura en ambos tubos. Reporta en una tabla las alturas registradas y la medición resultante de la presión manométrica y absoluta.

Altura (m) Presión de vacío (Pa) Presión absoluta (Pa)

0.341 72687.8 3345.21

Describe con detalle lo que ocurre cuando se mide una

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