VASOS COMUNICANTES

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Toribio Crdova / Job Abanto / Juan Aquino

I. OBJETIVOS

Demostrar lo que sucede cuando dos o ms recipientes se comunican entre s

(por su parte inferior) y en uno de ellos vertimos un lquido.

La presin aplicada en un punto

transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo

Permitir, a partir de la medida de las alturas, la determinacin experimental de

la densidad relativa de un lquido respecto de otro y constituye,

modo de medir densidades de lquidos no miscibles si la de uno de ellos es

conocida

II. MARCO TEORICO

El principio de los vasos comunicantes se usa y expresa en el campo de la qumica

y la fsica, especficamente en la hidrosttica, y consiste bsicamente en que al

tener dos recipientes comunicados y verter un lquido en uno de ellos ambos se

llenarn al mismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera

tcnica, casi todos lo hemos utilizado para tareas como la transferencia de lquido,

por ejemplo combustible o agua de un acuario, de un recipiente a otro usando

una manguera, posicionando los

FISICA EXPERIMENTAL I


S Demostrar lo que sucede cuando dos o ms recipientes se comunican entre s

(por su parte inferior) y en uno de ellos vertimos un lquido.

La presin aplicada en un punto de un lquido contenido en un recipiente se



la densidad relativa de un lquido respecto de otro y constituye,


MARCO TEORICO




ismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera



una manguera, posicionando los recipientes de tal manera de que uno quede ms

FISICA EXPERIMENTAL II

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Demostrar lo que sucede cuando dos o ms recipientes se comunican entre s

de un lquido contenido en un recipiente se



la densidad relativa de un lquido respecto de otro y constituye, por tanto, un





ismo nivel. Si bien no todos conocemos este principio de manera



recipientes de tal manera de que uno quede ms

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bajo que el otro; una vez que el lquido comienza a fluir, este contina hacindolo

de manera "automtica" hasta vaciar el recipiente posicionado ms alto.

Para entender este principio es necesario detenerse en el rea de la hidrosttica. La

hidrosttica consiste en el estudio del comportamiento de los lquidos en cuanto a

su equilibrio. Las ecuaciones o principios ms usados e importantes se basan en el

principio de Pascal y en el de Arqumedes. El primero expresado por el francs

Blaise Pascal sostiene que todos los lquidos pesan, y al contenerlos en un

recipiente las capas superiores presionan a las inferiores, por lo tanto se genera

una presin dependiente de la altura del lquido en el recipiente. Esta presin es

una fuerza constante que acta perpendicularmente sobre la superficie plana. Esto

significa que para un lquido con presin exterior constante, su presin interior

depender tan slo de su altura, entonces todos los puntos del lquido

encontrados a un mismo nivel tendrn la misma presin Y en cuanto al principio

de Arqumedes consiste en que los cuerpos slidos sumergidos en un

determinado lquido tienden a ser empujados hacia arriba. Arqumedes se intrig



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por este fenmeno a partir de la flotacin de los barcos, y fue ah cuando el griego

determin la magnitud de este empuje.

De ah concluy que todo cuerpo slido sumergido ya sea parcialmente o

totalmente en un determinado, el cuerpo slido tender a ser empujado

verticalmente hacia arriba con una fuerza igual al peso del volumen del lquido

desplazado por el objeto sumergido. Adems de esto, Arqumedes sostiene que

para que un cuerpo sumergido en un lquido permanezca en equilibrio, la fuerza

que lo empuja verticalmente hacia arriba y el peso deben ser magnitudes de

valores iguales aplicadas en un mismo punto. En caso de que cuerpo slido

sumergido en el agua comienza a flotar significa que la fuerza que lo empuja

verticalmente predomina sobre el peso del lquido.

En base a lo anterior se pueden deducir las principales ecuaciones de la

hidrosttica; el principio de los vasos comunicantes es una consecuencia directa de

estas ecuaciones, en donde las presiones hidrostticas de puntos en un mismo

nivel son las mismas, por lo que la altura o nivel en los recipientes tender a ser la

misma.



III. MATERIALES

SOPORTE UNIVERSAL, NUEZ

TUBO DE GOMA

TUBO DE VIDRIO DELGADO Y ANCHO



MATERIALES

SOPORTE UNIVERSAL, NUEZ VASO DE PRECIPITACIN

PINZA DE BURETA

TUBO DE VIDRIO DELGADO Y ANCHO TUBO DE VIDRIO ACODADO


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VASO DE PRECIPITACIN

PINZA DE BURETA

ACODADO



IV. PROCEDIMIENTO

PRIMER PASO.

SEGUNDO PASO.- Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano.



PROCEDIMIENTO

PRIMER PASO.- Realiza el montaje de la figura.

Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano.


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Realiza el montaje de la figura.

Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho hasta una altura de 10 cm; manteniendo sujeto el otro tubo delgado con la mano.



TERCER PASO.- Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el nivel del lquido en los dos tubos.

CUARTO PASO.- Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio delgado bjalo todo lo que puedas mantenindolo vertical. Quita rpidamente el dedo y observa lo que sucede.



Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el os dos tubos.

Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio delgado bjalo todo lo que puedas mantenindolo vertical. Quita rpidamente el dedo y observa lo que sucede.


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Procurando que se vierta el agua, inclina la varilla. Observa el

Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio delgado bjalo todo lo que puedas mantenindolo vertical. Quita rpidamente el



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V. SITUACIONES PROBLEMATICAS

1.- Qu nivel intenta alcanzar el liquido que sale del tubo de

vidrio delgado cuando quitas el dedo de su extremo?

Si quitamos el dedo que tapa el extremo del vidrio delgado el agua tiende a

equilibrarse es decir o comienza a desplazarse en el tubo delgado hasta

alcanzar el nivel que tiene el agua en el tubo de vidrio grande.

Pasado esto el agua est a un mnimo nivel con respecto a los dos tubos.

NOTA:

Este principio es utilizado frecuentemente por los albailes para nivelar la

construccin y consiste en el empleo de una manguera transparente llena

de agua que se va alineando a un mismo nivel por accin del lquido que

hay en su interior y brinda un sistema nivelado.



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2. Cuando viertes agua en uno de los tubos:

a. El nivel del agua es igual o diferente en los tubos?

Si vertimos en uno de los tubos el nivel del agua es igual en los tubos esto

quiere decir que si en un tubo se aumenta el volumen del liquido

aadiendo mas liquido, el volumen del otro tubo tambin aumenta por

accin del liquido que pasa de un tubo al otro para poder nivelarse.

b. El nivel de los lquidos en los vasos comunicantes es el mismo con

independencia de la mayor o menor inclinacin que pueden tener.

Si inclinamos un tubo con respecto al otro nivel del agua permanece igual

es decir si inclinamos un tubo, este crece en volumen pero el liquido

mantiene su nivel en ambos tubos. Esto quiere decir que el nivel de los

lquidos en los vasos comunicantes es el mismo. Esto se debe a que la

presin atmosfrica y la gravedad son constantes en cada recipiente, por

lo tanto la presin hidrosttica a una profundidad dada es siempre la

misma, sin influir su geometra ni el tipo de lquido.

3. Si vertimos lquidos de diferentes densidades, que no se

mezclen entre s, el nivel de agua ser igual o diferente?

Explicarlo.



Analicemos el caso de los vasos comunicantes: si en un tubo o manguera con

forma de U colocamos agua, esta alcanzar en ambos brazos la misma altura

cuando se establezca el equilibrio, es decir, hasta que en cada brazo las presiones

sean iguales. Pero si colocamos aceite en uno de los brazos veremos que el

sistema queda como se ilustra en la figura






olocamos aceite en uno de los brazos veremos que el

sistema queda como se ilustra en la figura


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olocamos aceite en uno de los brazos veremos que el



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Supongamos que la altura (hB) de la columna de aceite es un poco mayor que 10

cm. Como la presin ejercida por el agua en el punto A debe ser la misma que

ejerce el aceite en el punto B, tenemos:

PA = PB

Considerando, esto implica que:

DBghB = DAghA

Donde DB y DA son las densidades del aceite y el agua respectivamente y hB y hA

(10 cm) sus respectivas alturas. Como g, la aceleracin de gravedad es la misma, y

se puede simplificar*, con lo cual queda:

DBhB = DAhA

* La presin atmosfrica tambin contribuye prcticamente igual en ambas

columnas, razn por la cual no la consideraremos.

Por ltimo, como la densidad del aceite es 0,98 g/cm3, podemos determinar la

altura de la columna de aceite. En efecto:

Reemplazando los datos del ejemplo que hemos desarrollado encontramos que:

hB = = 10,2 cm.

Entonces nos damos cuenta que los niveles son diferentes

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