Presión I. Estudio General. FÍS.

Categoria:

Física

Concepto y unidades. Entre las diversas clases de fuerzas, existen las llamadas de superficie, actuantes en todos los puntos de una superficie; entre ellas se citan los rozamientos, las fuerzas de contacto, etc., que se ponen de manifiesto cuando están en contacto y en equilibrio dos cuerpos o dos porciones de materia A y B. Designando por dF la fuerza elemental que A ejerce sobre B a través de la superficie de contacto dS, según el principio de la acción y reacción, B ejercerá sobre A una fuerza igual y contraria. En general, la fuerza dF está inclinada respecto a dS, descomponiéndose en una componente dF? normal a dS (esfuerzo normal), y en otra dF, situada sobre dS (tensión tangencial o esfuerzo de cortadura).

Refiriendo estos esfuerzos a la unidad de superficie, se define como esfuerzo normal unitario o p. (específica) el cociente

p = dFn / dS

Cuando dF? está dirigido de A a B, la p. es positiva y, en caso contrario, la p. (total o específica) es negativa, recibiendo el nombre de tracción o tensión normal.

El esfuerzo de cortadura origina un esfuerzo de cortadura unitario o tensión tangencial (específica), que está expresada por

t = dFt / dS

En ocasiones, todo el esfuerzo dF recibe el nombre de p. o tensión (total), y todo el esfuerzo específico

p = dF / dS

el de p. o tensión (específica). Por tanto, se tiene

p = F / S =L-1 M T -2

y, en consecuencia, las p. y tensiones específicas poseen las dimensiones de una fuerza dividida por una superficie. En un sistema de medidas coherente, su unidad de medida es la determinada por la unidad de fuerza actuante sobre la unidad de superficie.

A continuación damos las unidades de p. en diversos sistemas: Sistema c.g.s., baria=dina/cm2; múltiplo de ésta es el bar= 106 barias, y el milibar (mb) = 103 barias, unidad muy empleada en Meteorología. Sistema Giorgi, pascal=newton/n,2= 105 dinas/10^ cmz= 10 barias. Entre las unidades prácticas se emplea mucho la atmósfera física (atm.), equivalente a la p. de una columna de mercurio (Hg) de 76 cm. de altura y 1 cm’ de sección; equivale a 1,0133106 barias. La p. de un mm. de Hg en idénticas condiciones se llama Torr (de Torricelli).

Manómetros. La medida de la p. se realiza mediante los manómetros, de los cuales las fig. 1 y 2 representan dos esquemas. El primero está constituido por un émbolo que se desplaza sin rozamiento a lo largo de un cilindro conectado al recipiente que contiene al fluido cuya p. quiere medirse; el émbolo va unido a un resorte con índice que señala los corrimientos de aquél sobre una escala. Este montaje se simplifica tal como se indica en la fig. 2, siendo el émbolo y resorte sustituidos por una lámina metálica flexible, cuyas variaciones de curvatutura traduce el índice sobre la escala, la cual debe ser calibrada en las unidades correspondientes de p. por comparación con un manómetro de aire libre. Estos manómetros metálicas son los casi únicamente empleados en la industria, y son muy análogos a los barómetros metálicos; en el interior de su cajita metálica, en vez de hacerse el vacío, actúa la p. desconocida, y en el exterior la p. atmosférica. Todos los manómetros indican con cierto retraso la verdadera p. medida, por lo que no son adecuados para registrar p. variables rápidamente con el tiempo.

El método del crusher (aplastador) es muy apropiado para obtener, de manera sencilla y bastante precisa, el valor máximo de la p. alcanzada en una explosión, p. ej., la producida en la recámara de un cañón al efectuarse un disparo: la p. que debe medirse actúa sobre un émbolo que comprime axialmente un pequeño cilindro de cobre. Efectuando medidas preliminares, aplicando una p. conocida sobre un cilindro análogo, se consigue deducir la p. actuante en la recámara en función del aplastamiento del cilindro. Los micromanómetros diferenciales sirven para la medida de muy pequeñas diferencias de p. En cuanto a altas p., Amagat llegó a medirlas de hasta 430 atm., empleando un manómetro de aire libre con Hg, montado en un pozo de 330 m, de profundidad, y hasta de 3.000 atm., mediante un manómetro de Desgoffe con un error inferior a algunos centímetros de Hg.

V. t.: BARÓMETROS; TENSIÓN SUPERFICIAL.

J. BALTÁ ELÍAS.

BIBL.: V. la de BARÓMETROS.