UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOING. MECÁNICA ELÉCTRICA

LABORATORIO DE ING. Mecánica i

John E. Mamani Machaca

ENSAYO Nº 01PRESIÓN ATMOSFÉRICA

2010

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PRESIÓN ATMOSFÉRICA

I. TITULO

Presión Atmosférica

II. OBJETIVO

Medir la Presión Atmosférica en el Centro Meteorológico de la ciudad de Juli. Realizar las correcciones por Temperatura, Latitud y Altura.

III. RESUMEN

La Presión Atmosférica es muy importante en el desarrollo de la Ing. Mecánica por 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.

IV. MARCO TEÓRICO

1. P resión:

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).

1.1. Presión Atmosférica:

o 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).

o 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.

o 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

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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.

2. B aróm etro:

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.

Hay varios tipos de barómetros mercuriales. Posiblemente, el más común es el barómetro de fin (ver figura 1). Consiste de un tubo vertical de algo más de 760 mm de agua y que tiene su extremo inferior sumergido en un recipiente con mercurio puro. En el espacio del tubo por arriba del mercurio, se practica un alto grado de vacío. La presión atmosférica actúa sobre los superficie libre del mercurio en el recipiente inferior. Dado que la presión de la presión atmosférica provoca ligeros cambios de nivel en el depósito, se provee un tornillo de ajuste que sirve para elevar el nivel de mercurio hasta que sea justamente tocado por una la de marfil. Un conjunto de escala y vernier, cerca del extremo superior del tubo de vidrio, permite leer la presión barométrica con una presión comprendida entre 0,05 y 0,25 mmHg.

V. PROCEDIMIENTO

Visita al Centro Meteorológico de la ciudad de Juli (con el docente de laboratorio deIng. Mecánica).Tomar los datos de la Presión Atmosférica y temperatura por el técnico encargado. Realizar los cálculos de las correcciones por temperatura, latitud y altitud.Obtener los resultados.Obtener las conclusiones y recomendaciones.

1. C orre cc io n es: Se realizaran las siguientes correcciones:

Corrección por Temperatura.Corrección por Latitud.Corrección por Altitud.

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Datos Principales:

Presión Atmosférica: 653.4 HPa = 490.115 mmHg

Temperatura: 7 ºC

Datos Secundarios:

Long. 69º 27’ 35.7’’

Latitud: 16º 12’ 13.6’’

Altitud: 3812msnm

A. Correcc ión por Tem peratura: (ºC)

Tabla 2.2 (Basada en datos de los ASME Power Test Codes) ver Apéndice.

Los Datos: P = 490.115 mmHg y T = 7 ºC

Temperatura (ºC)Presión en (mmHg)

450 mmHg 490.115 mmHg 500 mmHg

5ºC 0.3 A 0.4

7ºC CT: 0.58023

10ºC 0.8 B 0.9

Interpolando se tiene: CT = 0.58023 mmHg (ver apéndiceInterpolación 1)

T > 0ºC ⇒ Se restara la Corrección por Temperatura (CT).

Pa = P - CT

Pa = 490.115 mmHg – 0.58023 mmHg

Pa = 489.53477 mmHg

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B. Corrección por Latitud: (Gravedad)

Tabla 2.3 (Basada en datos de los ASME Power Test Codes) ver apéndice

Los Datos: P = 490.115 mmHg y Latitud = 16º 12’ 13.6’’ = 16.2038º

Latitud (º)Presión en (mmHg)

450 mmHg 490.115 mmHg 500 mmHg

16.2038º Cg: -1.2696

25º -1.2 A -1.2

30º -1 B -1.2

Extrapolando se tiene: Cg = -1.2696 mmHg (ver apéndice extrapolacion2)

Estas correcciones se suman a la presión atmosférica medida

Pa = P + Cg

Pa = 490.115 mmHg + (-1.2696 mmHg)

Pa = 488.8454 mmHg

C. Corrección por Altitud: (msnm)

Tabla 2.4 (Basada en datos de los ASME Power Test Codes)

Los Datos: P = 490.115 mmHg y Altitud = 3812msnm

Altitud (msnm)Temperatura media de Atmósfera (ºC)

0ºC 7ºC 10ºC

1200m 8 A 7

2100m 7 B 7

3812m Ca: 6.4293

Extrapolando se tiene: Ca = 6.4293 mmHg (ver apéndice extrapolación 3)

Estas correcciones se suma a la presión atmosférica corregida por gravedad.

Pa = P + Ca

Pa = 490.115 mmHg + 6.4293 mmHg

Pa = 496.5443 mmHg

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VI. RESULTADOS:

a. Pa = 489.53477 mmHg (Corrección por Temperatura).

b. Pa = 488.8454 mmHg (Corrección por Latitud).

c. Pa = 496.5443 mmHg (Corrección por Altitud).

PT=Pmed CT+Cg+CH=490.115 (0.58023)+(-1.2696)+(6.4293)=494.6945mmHg

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. Conclusiones:

La presión atmosférica medida en el SENAMHI Juli es 490.115 mmHg

2. Recomendaciones:

Recomendamos usar el barómetro (tener uno propio en la Escuela Prof. de Ing. Mec. Eléctrica), para así poder observar el principio de funcionamiento y hacer su respectivo análisis.

VIII. APÉNDICE

TABLA 2.2

TABLA 2.3

6

TABLA 2.3

Interpolación 1:

0.4

AA 0.3 490.115 450

0.4 0.3 500 450

0.3A 0.38023

450 490.115 500

0.9

B

B 0.8 490.115 450

0.9 0.8 500 450

0.8 B 0.88023

450 490.115 500

0.88023

CT

CT 0.38023 7 5

0.88023 0.38023 10 5

0.38023 CT 0.58023

5 7 10

7

Extrapolación 2:

-1.2

A

A ( 1.2) 490.115 450

1.2 ( 1.2) 500 450

-1.2

A 1.2

450 490.115 500

-1.2

B

B ( 1) 490.115 450

1.2 ( 1) 500 450

B 1.16046-1

450 490.115 500

-1.16046 1.2 Cg 25 16.2038

-1.2

Cg

1.16046 Cg

Cg

30 16.2038

1.2696

16.2038 25 30

Extrapolación 3:

A 8 7 07 7 8 10 0

A A 7.3

8

0 7 10

7 B 7 7 0

7 7 10 0B

B 77

0 7 10

8

CaCa 7.3 3812 1200

7 7 7.3 2100 1200

7.3 Ca 6.4293

1200 2100 3812

BIBLIOGRAFÍA:

Mecanica de Fluidos Cengel Boles

www . a l t a v i s t a . c o m / p r e s i o n a t m o s f e r i c a

www . w i k i p e d i a . c o m

www . g oo g l e . c o m . p e / i m a g e n e s / p r e s i o n

Datos estacion meteorológica Juli

Métodos numéricos Steve Chapra

Hoja de calculo

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