METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN

BIOTECNOLOGIA

PROYECTO 1 BARMETRO

DOCENTE: Ral Xochipiltecatl Gmez

ALUMNOS:Elizabeth Hernndez Vzquez Berenice Oclica PrezCarlos Rugerio JurezSal Tito Meza

CAPITULO 1 CONTEXTUALIZACION DEL PROBLEMA

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La presin se mide mediante un barmetro y su valor, expresado en torrs, est relacionado con la altura a la que la presin atmosfrica mantiene una columna de mercurio; 1 torr equivale a 1 mm de mercurio.La presin atmosfrica normal a nivel del mar es de 760 torrs, o sea, 760 mm de mercurio. En torno a los 5,6 km es de 380 torrs; la mitad de todo el aire presente en la atmsfera se encuentra por debajo de este nivel. La presin disminuye ms o menos a la mitad por cada 5,6 km de ascensin. A una altitud de 80 km la presin es de 0,007 torr.Un barmetro ms cmodo (y casi tan preciso) es el llamado barmetro aneroide, en el que la presin atmosfrica deforma la pared elstica de un cilindro en el que se ha hecho un vaco parcial, lo que a su vez mueve una aguja.A menudo se emplean como altmetros (instrumentos para medir la altitud) barmetros aneroides de caractersticas adecuadas, ya que la presin disminuye rpidamente al aumentar la altitud.Para predecir el tiempo es imprescindible averiguar el tamao, forma y movimiento de las masas de aire continentales; esto puede lograrse realizando observaciones baromtricas simultneas en una serie de puntos distintos. El barmetro es la base de todos los pronsticos meteorolgicos

1.2 JUSTIFICACINComprender las bases y los fundamentos de la hidrosttica, as como de la mecnica de los fluidos, nos ayudaran a poder desarrollarnos, en nuestra rea acadmica. Como son la obtencin atmosfera

Aplicar los conocimientos empricos obtenidos en este proyecto para intereses biotecnolgicos de la presin en diferentes sustancias y reactivos que comnmente usamos en el laboratorio, a fin de considerar correctamente sus propiedades para poder manipularlas de forma debida

1.3OBJETIVO GENERAL Determinar la presin atmosfrica

1.4 OBJETIVOS ESPECFICOS Construir un dispositivo capaz de medir la presin Analizar y aplicar los fundamentos de la hidrosttica Basar la construccin del dispositivo en la ley de la hidrosttica y evidencias histricas Estudiar la presin de los fluidos

1.5METAS Registrar la presin atmosfrica en bares Reconocer las diferencias de la presin de la

1.6HIPTESIS Si construimos un dispositivo para medir la presin, con la capacidad de registrar la informacin de su entorno, podremos medir el efecto deformador de una fuerza sobre un cuerpo. Siendo as cumplir la funcin principal de un barmetro.

1.7ALCANCES Realizaremos un estudio que permita determinar el desarrollo de la construccin de un dispositivo capaz de medir la presin, el impacto de la relacin entre las variables termomtricas y sus consecuencias en el mbito de la presin atmosfrica local, as como obtener informacin general sobre este tema de inters cientfico, que nos primita, como estudiantes de una ingeniera, intervenir de forma prctica en la resolucin de problemas relacionados con la medicin de presin, de esta forma poder explicar por qu ocurre este fenmeno fsico y en qu condiciones se manifiesta.

1.8TIPO DE INVESTIGACINCuantitativoPara poder determinar la presin atmosfrica necesitaremos establecer las propiedades de las variables de forma cuantitativa para as poder medir su efecto en nuestro entornoEnfoque explicativoSe parte del objetivo central que es la determinacin de la presin atmosfrica De las preguntas se establecen hiptesis y determinamos variables, se desarrolla un plan probable, se analizar las mediciones y resultados obtenidos y a partir de ello se establece una serie de conclusiones.

CAPITULO 2 MARCO CONTEXTUAL

2.1ANTECEDENTESLos primeros barmetros fueron realizados por el italiano Evangelista Torricelli en el siglo XVII. La presin atmosfrica equivale a la altura de una columna de agua de unos 10m de altura. En los barmetros de mercurio, cuya densidad es 13.6 veces mayor que la del agua, la columna de mercurio sostenida por la presin atmosfrica al nivel del mar en un da despejado es de aproximadamente unos 760mmHg Los primeros barmetros estaban formados por una columna liquida cerrada en un tubo cuya parte superior est cerrada. El peso de la columna del lquido compensa exactamente el peso de la atmosferaLos barmetros son instrumentos fundamentales para medir el estado de la atmosfera y realizar predicciones meteorolgicas. Las altas presiones se corresponden con regiones sin precipitaciones, mientras que las bajas presiones son indicadores de tormentas y borrascas. El primer barmetro est compuesto por un tubo delgado de vidrio de unos 80 cm de longitud cerrados por un extremo por el cual hay mercurio, se tapa el otro extremo y se sumerge en una cubeta que tambin contenga mercurio, si entonces se destapa entonces se ver que el mercurio del tubo desciende unos 10cm, dejando en la parte superior un espacio vaco (cmara baromtrica o vaco de Torricelli).La altura de la columna de mercurio en el tubo, medida desde la superficie del mercurio de la cubeta, es de 760mm al nivel del mar y en condiciones normales. Torricelli dedujo que la presin ejercida por la atmosfera sobre la superficie libre de mercurio de la cubeta era suficiente para equilibrar la presin ejercida por la columna.

Por qu el mercurio no descendi ms? El tubo no se yaci porque el aire exterior presionaba sobre el mercurio de la cubeta (en cambio, en la parte superior del tubo se produjo vaco). La presin ejercida por la atmsfera en el punto Q es igual a la presin en R, ya que ambos puntos estn al mismo nivel en el mismo fluido. Es decir que la presin que la columna de aire de casi 40 km de altura (la atmsfera) ejerce sobre la superficie libre del mercurio (pQ) es igual a la que ejerce la columna de 76 cm de mercurio (pa), entonces:Patm= PHghHg= 13,6 g/cm3. 76cm = 1.033,6 g/cm2 = 101.293 N/m2 = 101.293 Pa

Este valor, que corresponde a la presin atmosfrica normal, se llama atmsfera (atm). Tambin se acostumbra a dar la presin atmosfrica en milmetros de mercurio (Torr) o en milibares (1mb = 0,75 Torr).1 atm = 760 mm Hg = 760 TorrEsta experiencia logr explicar por qu haba un lmite de profundidad para extraer el agua de las minas: la atmsfera no ejerce una presin ilimitada, slo alcanza a sostener una determinada altura de agua.La presin atmosfrica vara segn la altitud y tambin debido a los vientos y tormentas. Suele tomar valores entre 720 y 770 mm Hg. Una presin alta generalmente pronostica buen tiempo; y una baja presin atmosfrica promete lo contrario. El aparato que permite medirla se llama barmetro.Poco despus de la experiencia de Torricelli, Blaise Pascal predijo que la presin atmosfrica debe disminuir cuando se asciende por una montaa, ya que la columna de aire soportada es cada vez menor. Su cuado se encarg de hacer la experiencia y comprobar la hiptesis en 1658. A medida que ascenda al monte Puy-de Dome observ el descenso de la columna mercurial del barmetro (que desde entonces pudo ser usado tambin como altmetro).Pero, cul es la relacin entre la presin atmosfrica y la altura? Si la densidad del aire fuera uniforme, la presin disminuira proporcionalmente con la altura. Podramos afirmar, por ejemplo, que la presin disminuye 1 Torr por cada 11 metros que nos elevamos. Pero tengamos presente que las capas ms bajas de la atmsfera estn ms comprimidas por lo que, conforme subimos, el aire se va enrareciendo (se hace menos denso). Por lo tanto, cuanto ms alto estemos, ms se necesitar subir para que la presin disminuya 1 Torr.

2.2SITUACION ACTUAL Ahora se usan distintos barmetros como el barmetro aneroide Es ms fcil de transportar y, a menudo, es ms fcil de leer. Este instrumento contiene celdas selladas que se contraen o expanden en funcin de los cambios de la presin atmosfrica. Si hay un incremento de la presin, las celdas se apretarn entre s. Si la presin disminuye, las celdas aumentan de tamao. Los cambios de las celdas mueven un brazo mecnico que indica si la presin de aire es ms alta o ms baja (vea la imagen).Est formado por un tubo doblado en forma de aro. El tubo doblado queda fijo en un punto y la extremidad de los semicrculos as obtenidos es mvil. Con el aumento de la presin atmosfrica, el tubo tiende a cerrarse, en el caso contrario tiende a abrirse. La extremidad de los semicrculos est unida a los extremos de una varilla que gira sobre su centro, esta, a travs de un juego de engranajes y palancas hace mover un ndice. El barmetro metlico holostrico est formado por un recipiente aplanado, de superficies onduladas en el que se ha logrado una intensa rarefaccin antes de cerrarlo. En una de sus caras se apoya un resorte que, con las variaciones de la presin atmosfrica, hace mover un ndice por medio de un juego de palancas.

CAPITULO 3 MARCO TERICO

3.1DEFINICIONES Y CONCEPTOS FUNDAMENTALESBarmetroes un instrumento que mide lapresin atmosfrica. La presin atmosfrica es elpesoporunidad de superficieejercida por laatmsfera. Uno de los barmetros ms conocidos es el de mercurio.Fuerza gravitacional: su causa es en funcin de la masa de los objetos. Sus magnitudes se expresa como una aceleracin 9.8m/s2 Hidrostticaes la rama de lamecnica de fluidoso de la hidrulica que estudia los fluidos en estado de equilibrio; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posicin. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrosttica son elprincipio de Pascaly elprincipio de Arqumedes.Hiptesis: es una idea o conjetura para explicar por qu o como se produce determinado hecho o fenmeno, lo que contribuir a resolver un problema en estudio.Ley de Pascal: la presin aplicada a un fluido que se encuentra dentro de un recipiente se transmite unidireccionalmente a cualquier punto del fluido y de las paredes del contenedor.Presin: es la magnitud que mide el efecto deformador de una fuerza sobre un slido. Se mide en pascales (Pa) y se puede calcular mediante la frmula:

Presin atmosfricaes lafuerza por unidad de superficieque ejerce elairesobre lasuperficie terrestre. 1atm= 760mm de Hg =1.0136 X105N/m2Principio de Arqumedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. Principio Fundamental de la Hidrosttica: establece que si nos sumergimos en un fluido (lquido o gas), la presin ejercida por ste es proporcional a la profundidad a que nos encontremos:P = d. g. hSiendo: d =densidad del fluido (en kg/m3) g =aceleracin de la gravedad (m/s2) h =distancia del punto a la superficie (m)

Sustancia: es aquella materia que ofrece pequea o nula resistencia a fuerzas cortantes o deformadoras que se le aplica por lo tanto no estn definidos.

3.2 Muestreo y Seleccin de Muestra. Muestreo:Las presiones atmosfricas de diferentes regiones locales, aledaas al centro de la ciudad de Tlaxcala, a temperatura ambiente Seleccin de muestraLa muestra fue no pirobalstica, se consideraron 2 lugares, cerca al centro de la ciudad pero con una diferencia de altitudesLUGARALTITUDTEMPERATURA

Mxima ( malintzi)4420 msnm26C

Centro sur2230 msnm26C

3.2.1VARIABLES DE INVESTIGACION VARIABLE. FuerzaDEFINICION. Es la cantidad de energa absorbida o desprendida de un cuerpo, puede ser cintica o potencial.SIMENSIONES O SUBUNIDADES. Masa de un cuerpo, la velocidad, fuerzas de oposicin VARIABLE. DensidadDEFINICIONPROPIEDAD DE LAMTERIA QUE SE REFIERE A masa especifica de materia con respecto a su volumen.SIMENSIONES O SUBUNIDADES. Masa de la materia, volumen definido de la cantidad de materia. VARIABLE PresinDEFINICION. El efecto deformador de una fuerza sobre un solidoSIMENSIONES O SUBUNIDADES. Fuerzas ejercidas sobre un cuerpo, rea especfica de un cuerpo, gravedad, presin atmosfrica, masa, volumen.Las cuales son: fuerzas ejercidas sobre un cuerpo, densidad, presin, gravedad, rea de impacto de estas fuerza, altura as como los principios en los que se basa la ley de la hidrosttica como son: el principio de Arqumedes y el Principio de Pascal 3.2.2 Escalas de Medicin.Se tomara en cuenta, la presin atmosfrica local que es igual a 101.3 kPaA la aceleracin de la gravedad como 9.81 m/s2. A la densidad del agua 1g/ml, altura (h) en m, volumen en cm3 3.2.3 Tipos de Muestreo.Muestra no probabilstica3.2.4 Mtodos de Seleccin de Muestras.El proceso de muestreo tiene como objetivo seleccionar algunos elementos de la poblacin para clculos estadsticos, y a partir de esto estimar con cierta probabilidad los datos poblacionales, por lo que se elegir uno el cual no tuviera los requisitos de ser aleatoriamente, o no probabilstica.3.3 Instrumentos de Obtencin y Medicin de Informacin.Libros, sitios de internet, clases presenciales de termodinmica CAPITULO 4 METODOLOGA DEL PROYECTO Predicciones Si la presin depende de las fuerzas ejercidas en un sistema sobre un rea especfica, entonces tenemos que considerar estas variables para la construccin de nuestro dispositivo Si nuestro dispositivo se basa en una membrana elstica, entonces esta podr moldearse a los diferentes cambios de presin ejercida sobre ella, es decir que si hay un aumento esta tendr una oposicin en sentido contrario. Si realizamos mediciones de presiones en diferentes posiciones geogrficas obtendremos diferencias dadas por la altitud en la que nos encontremos. Si logramos que nuestro aparato funcione, obtenemos la presin, la densidad de un fluido y consideramos la aceleracin de la gravedad podremos calcular la altura a la que se somete un cuerpo. Si la presin de un cuerpo es muy alta se puede calcular el punto mximo de efecto de deformacin de este. Experimento Al llevar a cabo la medicin de presin atmosfrica con nuestro barmetro, vimos cmo es que el dispositivo registraba diferentes variaciones de presin, a partir de la membrana plstica colocada en el interior de una capsula de dos fases, y este era expresado en la escala colocada

Anlisis y procedimientoDentro de una capsula, se coloc un frasco el cual contena una capa de plstico elstica (llamada membrana). A esta se le integro una barrilla en el medio de esta membrana, todo esto ajustado en el centro de nuestra capsula, en el exterior de la capsula se hizo una pequea abertura por la cual se le introducira o reducira el flujo de presin. La membrana plstica es la encargada de captar las variaciones de presin, por lo que se le coloco un palillo de forma que este nos pudiese decir de manera precisa las variaciones sealndolas en la escala ConclusionesDurante el desarrollo de este proyecto pude encontrar que las leyes de los gases son las que se pueden aplicar ya que se manejan como presin e interactan con el clima con esto puedo concluir que las leyes de los gases se ven afectadas ya que pude concluir esto:La presin atmosfrica es variable, e influencian en esto: Variacin de la altura: A mayor altitud menor presin. (A mayor altura, menos masa de aire existente)Humedad o sequedad del aire (El aire hmedo es menos pesado que el aire seco).La altitud de nuestra ubicacin geogrfica tiene mucha importancia en fuerza que ejerce nuestra presin atmosfricaAl simular una reduccin de presin, sea que de la manguera exterior se redujo el flujo de presin, los valores de nuestra escala nos expres justamente eso un descenso en la presin considerable.

GlosarioBorrascas: casa pequea y mal construida con materiales de baja calidadRarefaccin: se trata de que una materia en estado gaseoso pierda densidadREFERENCIAShttps://sites.google.com/site/portfoliohectorjorquera/2do-trimestre-fisica/t-2-fuerzas-y-equilibrio-de-fluidos/ley-de-la-hidrostaticahttps://sites.google.com/site/portfoliohectorjorquera/2do-trimestre-fisica/t-2-fuerzas-y-equilibrio-de-fluidos/presin---fuerza-de-empujehttp://definicion.de/principio-de-pascal/https://sites.google.com/site/portfoliohectorjorquera/2do-trimestre-fisica/t-2-fuerzas-y-equilibrio-de-fluidos/ley-de-la-hidrostaticahttps://sites.google.com/site/portfoliohectorjorquera/2do-trimestre-fisica/t-2-fuerzas-y-equilibrio-de-fluidos/presin---fuerza-de-empujehttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/arquimedes/arquimedes.htmhttp://historiaybiografias.com/presion/

BIBLIOGRAFIA1. Roberto Hernndez Sampieri, Carlos Fernndez Collado, Pilar Baptista Lucia Metodologa de la investigacin , Ed. Mc Graw Hill,2010 2. Hctor Daniel Lerma Gonzlez, Metodologa de la investigacin , ECOE EDICIONES, reimpresin, cuarta edicin. Bogot D.C 2012,