Caractersticas y tipos de manmetros[editar]

Caractersticas y tipos de manmetros[editar]

Fig. 1. Manmetro de dos ramas abiertas.

Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan lapresin atmosfricacomo nivel de referencia y miden la diferencia entre la presin real o absoluta y la presin atmosfrica, llamndose a este valorpresin manomtrica; dichos aparatos reciben el nombre de manmetros y funcionan segn los mismos principios en que se fundamentan los barmetros demercurioy losaneroides. La presin manomtrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de la presin atmosfrica. Los manmetros que sirven exclusivamente para medir presiones inferiores a la atmosfrica se llamanvacumetros. Tambin manmetros de vaco.

Manmetro de dos ramas abiertas[editar]Estos son los elementos con los que se mide la presin positiva, estos pueden adoptar distintas escalas. El manmetro ms sencillo consiste en un tubo de vidrio doblado enUque contiene un lquido apropiado (mercurio, agua, aceite, entre otros). Una de las ramas del tubo est abierta a la atmsfera; la otra est conectada con el depsito que contiene el fluido cuya presin se desea medir (Figura 1). El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en , haciendo contacto con la columna lquida. Los fluidos alcanzan una configuracin de equilibrio de la que resulta fcil deducir la presin absoluta en el depsito: resulta:

donde m= densidad del lquido manomtrico. = densidad del fluido contenido en el depsito.

Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del lquido manomtrico, en la mayora de los casos podemos despreciar el trminogd, y tenemos:

de modo que la presin manomtricap-patmes proporcional a la diferencia de alturas que alcanza el lquido manomtrico en las dos ramas. Evidentemente, el manmetro ser tanto ms sensible cuanto menor sea la densidad del lquido manomtrico utilizado.

Fig. 2. Manmetro truncado.

Manmetro truncado[editar]El llamado manmetro truncado (Figura 2) sirve para medir pequeas presiones gaseosas, desde varios hasta 1 Torr. No es ms que un barmetro desifncon sus dos ramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un depsito cuya presin supere la altura mxima de la columna baromtrica, el lquido baromtrico llena la rama cerrada. En el caso contrario, se forma un vaco baromtrico en la rama cerrada y la presin absoluta en el depsito ser dada por

Obsrvese que este dispositivo mide presiones absolutas, por lo que no es un verdadero manmetro.

Fig. 3. Manmetro de Bourdon (fundamento).

Bourdon[editar]El ms corriente es el manmetro debourdon, consistente en un tubo metlico, aplanado, hermtico, cerrado por un extremo y enrollado en espiral.

Elementos estticos:

A. Bloque receptor: es la estructura principal del manmetro, se conecta con la tubera a medir, y a su vez contiene los tornillos que permiten montar todo el conjunto.

B. Placa chasis o de soporte: unida al bloque receptor se encuentra la placa de soporte o chasis, que sostiene los engranajes del sistema. Adems en suanversocontiene los tornillos de soporte de la placa graduada.

C. Segunda placa chasis: contiene los ejes de soporte del sistema de engranes.

D. Espaciadores, que separan los dos chasis.

Detalle interno

Elementos mviles:

1. Terminal estacionario del tubo debourdon: comunica el manmetro con la tubera a medir, a travs del bloque receptor.

2. Terminal mvil del tubo debourdon: este terminal es sellado y por lo general contiene un pivote que comunica el movimiento delbourdoncon el sistema de engranajes solidarios a la aguja indicadora.

3. Pivote con su respectivo pasador.

4. Puente entre el pivote y el brazo de palanca del sistema (5) con pasadores para permitir la rotacin conjunta.

5. Brazo de palanca o simplemente brazo: es un extensin de la placa de engranes (7).

6. Pasador con eje pivote de la placa de engranes.

7. Placa de engranes.

8. Eje de la aguja indicadora: esta tiene una rueda dentada que se conecta a la placa de engranes (7) y se extiende hacia la cara graduada del manmetro, para as mover la aguja indicadora. Debido a la corta distancia entre el brazo de palanca y el eje pivote, se produce una amplificacin del movimiento del terminal mvil del tubo debourdon.9. Resorte de carga utilizado en el sistema de engranes para evitar vibraciones en la aguja ehistresis.

Manmetro metlico o aneroide[editar]

Manmetro de neumticos.

En laindustriase emplean casi exclusivamente los manmetros metlicos o aneroides, que son barmetros modificados de tal forma que dentro de la caja acta la presin desconocida que se desea medir y afuera acta la presin atmosfrica. Cabe destacar principalmente que los manometros nos indican la presin que se ejerce por libra cuadrada en un momento determinado es decir PSI (Pound per square inches) - Libras por pulgada cuadrada.

Elkelvin(antes llamadogrado Kelvin),1simbolizado comoK, es la unidad detemperaturade la escala creada porWilliam Thomson, Lord Kelvin, en el ao 1848, sobre la base delgrado Celsius, estableciendo el punto cero en elcero absoluto(273,15C) y conservando la misma dimensin. Lord Kelvin, a sus 24 aos introdujo laescala de temperatura termodinmica, y la unidad fue nombrada en su honor.

Es una de las unidades delSistema Internacional de Unidadesy corresponde a una fraccin de 1/273,16 partes de latemperaturadelpunto triple del agua.2Se representa con la letraK, y nunca "K". Actualmente, su nombre no es el de "grados kelvin", sino simplemente "kelvin".2Coincidiendo el incremento en ungrado Celsiuscon el de un kelvin, su importancia radica en el 0 de la escala: la temperatura de 0K es denominada 'cero absoluto' y corresponde al punto en el que lasmolculasytomosde un sistema tienen la mnimaenerga trmicaposible. Ningn sistemamacroscpicopuede tener una temperatura inferior. A latemperaturamedida en kelvin se le llama "temperatura absoluta", y es la escala de temperaturas que se usa enciencia, especialmente en trabajos defsicaoqumica.

Enfsicayqumica, laspropiedades intensivasson aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamao de un cuerpo, por lo que el valor permanece inalterable al subdividir el sistema inicial en varios subsistemas, por este motivo no son propiedades aditivas.

Por el contrario, laspropiedades extensivasson aquellas ques dependende la cantidad de sustancia o del tamao de un cuerpo, son magnitudes cuyo valor es proporcional al tamao del sistema que describe. Estas magnitudes pueden ser expresadas como la suma de las magnitudes de un conjunto de subsistemas que formen el sistema original.

Muchas magnitudes extensivas, como elvolumen, la cantidad decaloro elpeso, pueden convertirse en intensivas dividindolas por lacantidad de sustancia, lamasao el volumen de la muestra; resultando en valorespor unidadde sustancia, de masa, o de volumen respectivamente; como lo son elvolumen molar, elcalor especficoo elpeso especfico.

Latransferencia de calores el paso deenerga trmicadesde un cuerpo de mayortemperaturaa otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto slido o un fluido, est a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo,la transferencia de energa trmica, tambin conocida como transferencia decaloro intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancenequilibrio trmico. La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo ms caliente a uno ms fro, como resultado delsegundo principio de la termodinmica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse ms lenta.El concepto deequilibrio trmicopuede extenderse para hablar de un sistema o cuerpo en equilibrio trmico. Cuando dos porciones cuales sean de un sistema se encuentran enequilibrio trmicose dice que el sistema mismo est enequilibrio trmicoo que estrmicamente homogneo.

De hecho, el concepto de equilibrio trmico desde el punto de vista de la Termodinmica requiere una definicin ms detallada que se presenta a continuacin.

Vapor hmedo

Esta es la forma mas comn da vapor que se pueda experimentar en plantas. Cuando el vapor se genera utilizando una caldera, generalmente contiene humedad proveniente de las partculas de agua no vaporizadas las cuales son arrastradas hacia las lneas de distribucin de vapor. Incluso las mejores calderas pueden descargar vapor conteniendo de un 3% a un 5% de humedad. Al momento en el que el agua se aproxima a un estado de saturacin y comienza a evaporarse, normalmente, una pequea porcin de agua generalmente en la forma de gotas, es arrastrada en el flujo de vapor y arrastrada a los puntos de distribucin. Este uno de los puntos claves del porque la separacin es usada para remover el condensado de la lnea de distribucin.

En termodinmica, la calidad del vapor es la fraccin de masa en una mezcla saturada que es el vapor, es decir, vapor saturado tiene una "calidad" del 100%, y el lquido saturado tiene una "calidad" de 0%. La calidad del vapor es una propiedad intensiva que puede ser utilizado en conjuncin con otras propiedades intensivas independientes para especificar el estado termodinmico del fluido de trabajo de un sistema termodinmico. No tiene ningn significado para las sustancias que no estn saturados mezclas.

La calidad puede ser calculada dividiendo la masa del vapor por la masa de la mezcla total:

Entalpa(delgriego [enthlp], agregar calor; formado por [en], en y [thlp], calentar) es una magnitudtermodinmica, simbolizada con la letraHmayscula, cuya variacin expresa una medida de la cantidad deenergaabsorbida o cedida por unsistema termodinmico, es decir, la cantidad de energa que un sistema intercambia con su entorno.

En la historia de la termodinmica se han utilizado distintos trminos para denotar lo que hoy conocemos comoentalpa. Originalmente se pens que esta palabra fue creada pormile ClapeyronyRudolf Clausiusa travs de la publicacin de la relacin de Clausius-Clapeyron enThe Mollier Steam Tables and Diagramsde 1827, pero el primero que defini y utiliz el trminoentalpafue el holandsHeike Kamerlingh Onnes, a principios del siglo XX.1En palabras ms concretas, es una funcin de estado de la termodinmica donde la variacin permite expresar la cantidad decalorpuesto en juego durante unatransformacin isobrica, es decir, a presin constante en un sistema termodinmico, teniendo en cuenta que todo objeto conocido se puede entender como un sistema termodinmico. Se trata de una transformacin en el curso de la cual se puede recibir o aportar energa (por ejemplo la utilizada para un trabajo mecnico). En este sentido la entalpa es numricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistema en cuestin.

Dentro delSistema Internacional de Unidades, la entalpa se mide habitualmente enjoulesque, en principio, se introdujo como unidad de trabajo.

El caso ms tpico de entalpa es la llamadaentalpa termodinmica. De sta, cabe distinguir lafuncin de Gibbs, que se corresponde con laentalpa libre, mientras que laentalpa molares aquella que representa unmolde la sustancia constituyente del sistema.

Laentalpa(simbolizada generalmente comoH, tambin llamadacontenido de calor, y calculada enJuliosen el sistema internacional de unidades o tambin enkcalo, si no, dentro del sistema anglo:BTU), es unafuncin de estadoextensiva, que se define como latransformada de Legendrede laenerga internacon respecto delvolumen.