VASOS COMUNICANTES

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Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino

I. OBJETIVOS

� Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí

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

� La presión 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 determinación experimental de

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

modo de medir densidades de líquidos 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 química

y la física, específicamente en la hidrostática, y consiste básicamente en que al

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

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

técnica, casi todos lo hemos utilizado para tareas como la transferencia de líquido,

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

una manguera, posicionando los

FISICA EXPERIMENTAL I


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Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí

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

La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se


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

la densidad relativa de un líquido 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 más

FISICA EXPERIMENTAL II

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Demostrar lo que sucede cuando dos o más recipientes se comunican entre sí

de un líquido contenido en un recipiente se


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

la densidad relativa de un líquido 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 más

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bajo que el otro; una vez que el líquido comienza a fluir, este continúa haciéndolo

de manera "automática" hasta vaciar el recipiente posicionado más alto.

Para entender este principio es necesario detenerse en el área de la hidrostática. La

hidrostática consiste en el estudio del comportamiento de los líquidos en cuanto a

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

principio de Pascal y en el de Arquímedes. El primero expresado por el francés

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

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

una presión dependiente de la altura del líquido en el recipiente. Esta presión es

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

significa que para un líquido con presión exterior constante, su presión interior

dependerá tan sólo de su altura, entonces todos los puntos del líquido

encontrados a un mismo nivel tendrán la misma presión Y en cuanto al principio

de Arquímedes consiste en que los cuerpos sólidos sumergidos en un

determinado líquido tienden a ser empujados hacia arriba. Arquímedes se intrigó



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por este fenómeno a partir de la flotación de los barcos, y fue ahí cuando el griego

determinó la magnitud de este empuje.

De ahí concluyó que todo cuerpo sólido sumergido ya sea parcialmente o

totalmente en un determinado, el cuerpo sólido tenderá a ser empujado

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

desplazado por el objeto sumergido. Además de esto, Arquímedes sostiene que

para que un cuerpo sumergido en un líquido 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 sólido

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

verticalmente predomina sobre el peso del líquido.

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

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

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

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

misma.



III. MATERIALES

SOPORTE UNIVERSAL, NUEZ

TUBO DE GOMA

TUBO DE VIDRIO DELGADO Y ANCHO



MATERIALES

SOPORTE UNIVERSAL, NUEZ VASO DE PRECIPITACIÓN

PINZA DE BURETA

TUBO DE VIDRIO DELGADO Y ANCHO

TUBO DE VIDRIO ACODADO


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VASO DE PRECIPITACIÓN

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



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Realiza el montaje de la figura.

Con ayuda del vaso precipitado, hecha agua en el tubo ancho




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

nivel del líquido en los dos tubos.

CUARTO PASO.- Tapando con el dedo extremo abierto del tubo de vidrio

delgado bájalo todo lo que puedas manteniéndolo vertical. Quita rápidamente 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


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




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V. SITUACIONES PROBLEMATICAS

1.- ¿Qué 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 está a un mínimo nivel con respecto a los dos tubos.

NOTA:

Este principio es utilizado frecuentemente por los albañiles para nivelar la

construcción y consiste en el empleo de una manguera transparente llena

de agua que se va alineando a un mismo nivel por acción del líquido 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

añadiendo mas liquido, el volumen del otro tubo también aumenta por

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

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

independencia de la mayor o menor inclinación 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

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

presión atmosférica y la gravedad son constantes en cada recipiente, por

lo tanto la presión hidrostática a una profundidad dada es siempre la

misma, sin influir su geometría ni el tipo de líquido.

3. ¿Si vertimos líquidos de diferentes densidades, que no se

mezclen entre sí, el nivel de agua será igual o diferente?

Explicarlo.



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

forma de U colocamos agua, esta alcanzará 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 presión 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 aceleración de gravedad es la misma, y

se puede simplificar*, con lo cual queda:

DBhB = DAhA

* La presión atmosférica también contribuye prácticamente igual en ambas

columnas, razón por la cual no la consideraremos.

Por último, 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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