La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los
fluidos en estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su
movimiento o posición.
Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática
son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.
En sí, podemos decir que la presión se define como fuerza sobre
unidad de superficie, o bien que la presión es la magnitud que indica cómo se
distribuye la fuerza sobre la superficie en la cual está aplicada.
La presión producida por un líquido se ejerce en todas direcciones y
aumenta con la profundidad. El dolor de oídos es una manifestación de este
fenómeno.
Su expresion matemática en el SI es:
P= F/A donde:
P: presión ejercida sobre la superficie (N/m²)
F: fuerza perpendicular a la superficie (N)
A: área de la superficie donde se aplica la fuerza (m²)
En el sistema internacional la unidad es el Pascal (Pa) y equivale a
Newton sobre metro cuadrado.
La presión suele medirse en atmósferas (atm); la atmósfera se define
como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio o 14,70 lbf/pulg²
(denominada psi).
La tabla siguiente define otras unidades y se dan algunas
equivalencias:
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Unidad
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Símbolo
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Equivalencia
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Bar
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Bar
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1,0 × 105 Pa
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Atmosfera
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atm
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101.325 Pa 1,01325 bar 1013,25
mbar
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mm de
Mercurio
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mmHg
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133.322 Pa
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Torr
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torr
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133.322 Pa
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lbf/pulg²
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psi
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0,0680 atm
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Kgf/cm²
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0,9678 atm
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atm
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760,0 mmHg
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psi
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6.894, 75 Pa
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Tipos de presión:
Presión Hidrostática
Es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas
perpendicularmente a dicha superficie.
Para calcular o saber la expresión matemática de la presión
hidrostática debemos saber la masa del líquido teniendo en cuenta que su
densidad, que se expresa de la sig. Manera.
p = m/V, donde despejamos la masa (m) quedando de esta manera:
m = p*V, donde “m” se
sustituye con su fórmula W= mg, y obtenemos lo sig.
W = p*V*g, donde
consideramos que V = Ah, obtenemos que:
W = p*A*h*g, en el que se
obtiene que W = F y despejamos la relación entre la fuerza y el área obtenemos
que F/A = p*g*h, por lo tanto su
expresión matemática es:
Ph = p*g*h
Presión atmosférica
Es la presión
que realizan los gases de la atmosfera sobre los cuerpos que se encuentran por
debajo de ella (superficie terrestre), de igual forma que con los líquidos.
El instrumento
que se usa para la medición de la presión atmosférica, es el barómetro.
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Tabla de altitudes y presiones atmosféricas
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Altitud (m)
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Presión (mmHg)
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Altitud (m)
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Presión (mmHg)
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800
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690
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1400
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642
|
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900
|
682
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1500
|
634
|
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1000
|
674
|
1600
|
626
|
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1100
|
665
|
1700
|
618
|
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1200
|
657
|
1800
|
611
|
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1300
|
649
|
1900
|
603
|
La presión
atmosférica se suele expresar en mm de mercurio (mmHg) o Torricelli, diciéndose
que la presión normal, a nivel del mar es de 760 mm de Hg. Este valor se llama
también una atmósfera. Sin embargo suelen utilizar otra unidad para medir la
presión: el milibar.
En cualquiera
de las unidades, la presión que se considera normal a nivel del mar tiene un
valor de 1 atmósfera o, lo que es lo mismo, 760 mm de Hg ó 1.012,9 milibares,
también suele expresarse por 76 cm de altura por cm².
1 atm = 76 cm de Hg (mercurio) = 760 mm de
Hg (mercurio).
Presión manométrica
Se define como
la resta entre la presión absoluta menos las presión atmosférica, el
instrumento que se usa para medir la presión manométrica es el manómetro que
mide la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local,
hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la
presión absoluta.
Se expresa de
la siguiente manera:
Pman = Pabs – Patm.
Presión absoluta
Se refiere a
la suma de la presión que posee un líquido o un gas contenido en un recipiente
hermético y la presión atmosférica que se realiza sobre él.
Se expresa de
la siguiente manera:
Pman= Pabs + Patm.
