Prac Lab #11 Presión del aire 2010-2011

INSTITUTO ORIENTE
QUINTO SEMESTRE DE BACHILLERATO
FÍSICA II
PRÁCTICA #11: Presión del aire
Objetivo:
 Demostrar la formación de zonas de alta y baja presion.
 Demostrar el funcionamiento de los pulmones durante el proceso de respiración.
 Diseñar barómetros y medir la presion barométrica.
Material:
 Cerillos *
 Matraz Erlenmeyer
 Hojas de papel que puedas quemar *
 1 huevo duro (cocido) *
 mechero de alcohol o mechero bunsen
 vela *
 guante de asbesto
 plastilina (bastante) *
 dinamómetro
 vaso de precipitados chico
 cinta de aislar (o similar muy resistente)*
 1 globo mediano *









hilo resistente *
1 clavo grande *
Frasco de vidrio grande ancho de boca ancha *
Abrazaderas
Ligas gruesas *
2 popotes*
50 a 100 canicas o balines o similar *
regla o flexómetro o vernier *
bolsita de plástico (para meter vaso de
precipitados) *
Contexto:
 Inhalar es el proceso mediante el cual el aire (oxigeno) entra a los pulmones, donde es absorbido después por la
sangre. En los mamíferos la inhalación depende de un gradiente de presion que empuja el aire hacia el interior de
los pulmones. Cuando inhalamos el diafragma se jala hacia abajo, lo que permite la expansión de los pulmones y
la generación de un vacío parcial.
 Los meteorólogos hacen sus predicciones basándose en los datos obtenidos sobre velocidad del viento, presion
barométrica, humedad relativa y temperatura. Uno de los factores más importantes para hacer sus predicciones
es la presion barométrica, y es asi como trazan las isobaras (líneas que unen lugares con las mismas presiones)
en los mapas. La caída en la presion atmosférica es acompañada por la entrada de un frente frío. Un aumento en
la presion normalmente indica que el cielo estará despejado.
Parte #1: “Succión”
1. Coloca un matraz Erlenmeyer, que tenga la boca ligeramente menos ancha al diámetro de un huevo hervido.
2. Pela el huevo duro.
3. Haz bolita varias hojas de papel, introdúcelas en el matraz y préndeles fuego.
4. Acto seguido, coloca el huevo duro, ya pelado, en la boca del matraz y observa lo que sucede. Pon especial
atención al huevo justo después de que lo colocaste en el frasco. ¿Cuándo se introduce el huevo en el matraz?
¿Por qué entra al matraz?
5. Para sacar el huevo del matraz invierte la botella, de tal modo que el huevo se acomode en el cuello.
6. Calienta el matraz con una vela o con un mechero de alcohol o mechero bunsen, hasta que el huevo es forzado a
salir por la dilatación del aire contenido en el matraz.
7. Vuelve a prender una hoja de papel y colócala dentro del matraz.
8. Mientras sostienes el matraz con un guante de asbesto, coloca rápidamente el huevo en el cuello y voltea el
matraz mientras sostienes el huevo en su lugar. El huevo entra al matraz venciendo a la fuerza de gravedad?
Explica.
ING. MARGARITA ZAGO M.
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Parte #2: “Presión”
1. Con la plastilina haz tres esferas de igual tamaño.
2. Colócalas sobre la mesa del laboratorio y mide la altura de cada esfera. Anota estas alturas en la tabla 1.
3. Coloca al vaso de precipitados en el interior de una bolsa de plástico y mide su peso con ayuda de un
dinamómetro.
4. Coloca sobre la primera esfera un vaso de precipitados de 160ml vacío. Mide la nueva altura de la esfera de masa
moldeable, seguramente ésta ha disminuido un poco. Anota esta lectura en la tabla 1.
5. Introduce en el interior del vaso bastantes balines, canicas o agua, mide su peso y colócalo sobre otra esfera.
6. Mide la nueva altura de la esfera y regístrala en la tabla.
7. Repite por tercera vez esta operación solo que ahora coloca aún más balines, observa la siguiente figura.
10. Una información importante que debes recabar es el área de contacto entre el vaso y la masa moldeable.
Registra esta información en la tabla 1.
Tabla 1
Magnitud (cm)
A (cm)
B (cm)
C (cm)
Altura inicial (cm)
Altura final (cm)
(Altura inicial) - (Altura final)
Área de contacto
9. ¿El hundimiento (diferencia de altura) es el mismo en A, B y C? ¿Por qué?
¿Qué variable determina el
hundimiento de la masa? ¿Qué le sucedería a la masa si el vaso fuera muy grande y lleno de balines? ¿por qué?
10. Calcula ahora la presión en cada caso. Para ello apóyate en la tabla 2. Recuerda que presión = fuerza / área.
11. Compara los valores de la presión de la tabla 2 ¿En qué caso se ejerce una mayor?, ¿Por qué? ¿El peso en
relación con el hundimiento es directa o inversamente proporcional? Explica.
Tabla 2
Magnitud de la presión
A
B
C
Peso del vaso precipitado (N)
Área de contacto (m
Presión (N/m
)
)
ING. MARGARITA ZAGO M.
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Parte #3:
1. Construye un recipiente de vidrio con tapa (que tenga dos popotes y en uno de ellos un globo) como muestra la
figura 2.
FIGURA 2
2.
3.
4.
5.
6.
Succiona el aire por el popote que no tiene el globo ¿Qué le pasa al globo?
Explica en términos de presión atmosférica ¿a qué se debe ese comportamiento?
¿Qué sucede con la presión del aire dentro del frasco cuando succionas?
Ahora sopla por el popote que está conectado al globo. Describe lo que sucede.
Explica el comportamiento anterior en términos de presión atmosférica.
Cuestionario:
Parte #1:
1. Que se hizo con el huevo: se empujo o se jalo, para que entrara al matraz?
2. La presion del aire dentro del matraz debió reducirse para permitir que el huevo entrara al matraz. Menciona los
factores que contribuyeron a la reducción de la presion del aire en el interior?
3. Explica el funcionamiento de una jeringa al momento de extraer sangre del cuerpo humano. Dibuja un diagrama
e indica las regiones de alta y baja presion.
4. En las áreas rurales, mucha gente utiliza bombas manuales para extraer agua de los pozos. Cuando el mango de
la bomba se baja, se crea un vacío en el cilindro interno de la bomba lo que empuja al agua que esta debajo
hacia el cilindro y la saca a la superficie. Si la presion del aire puede levantar agua a una altura máxima de 10.3
metros, como pueden funcionar estas bombas cuando la profundidad del pozo es mayor de 10.3 metros?
5. Como funciona una aspiradora? Dibuja un diagrama e indica las regiones de alta y baja presion.
6. Los fluidos son empujados o jalados, al haber diferencias de presion? Explica.
Parte #2
7. Algunos libros mencionan que los pulmones de los mamíferos funcionan bajo el principio de “presion negativa”.
Es este término adecuado? Explica.
8. Las ranas utilizan una bomba de “presion positiva” para inflar sus pulmones después de haber usado una bomba
de “presion negativa” para jalar aire hacia sus bocas. Describe como funciona esto.
9. Explica como funciona un popote. Dibuja un diagrama e indica las regiones de alta y baja presion.
Parte #3
10. El mercurio es 13.6 veces más denso que el agua. Un barómetro de mercurio seria mas largo o mas corto que un
barómetro de agua? Explica.
11. Por que es indispensable que el material usado para sellar el barómetro aneroide sea impermeable al aire? Los
globos metálicos comunes y corrientes son permeables al aire? Explica.
12. La presion del aire en la cima del Monte Everest es únicamente la tercera parte de la presion existente a nivel del
mar. Explica por que ocurre esto.
ING. MARGARITA ZAGO M.
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13. Observa los siguientes dibujos que representan unas monedas colocadas sobre una superficie. De acuerdo a ello
contesta las preguntas siguientes.
¿Cuál de las tres columnas de monedas ejerce una mayor fuerza sobre la superficie? ¿Por qué?
¿El peso de las fichas que se ejerce sobre la superficie es igual al valor de la fuerza?. Explica.
14. Muchos deportistas van a entrenar a sitios altos 'por que les afecta la altura', ¿qué relación tiene esto con la
presión atmosférica?
15. Un día Clarita, una joven muy delgada, caminaba junto con su novio por el pasto. Ella, que iba muy elegante de
tacones, observó que éstos se hundían fácilmente en la tierra, mientras que los tenis de su novio, un robusto
jugador de fútbol americano, no se hundían en la tierra. ¿A qué se debe esto?
16. Cierto día la mamá de Clarita se encontraba preparando la crema de champiñones que tanto le gusta a su familia.
Para ello hizo una perforación a una lata de crema, pero al intentar intenta verterla ésta prácticamente no fluyó.
"¡Qué despistada!", se dijo, "es necesaria otra perforación para que la crema pueda salir." Probablemente a ti te
ha sucedido algo semejante. La experiencia nos dice que es necesario hacer dos orificios en una lata para que su
contenido pueda fluir satisfactoriamente, ¿por qué son necesarias dos perforaciones en lugar de una?
17. ¿Qué ejerce una mayor presión sobre el piso un neumático ancho o uno angosto?
18. ¿Por qué cuando ponen aceite al motor de los autos es necesario hacer dos perforaciones al bote que contiene el
aceite?
19. ¿Qué presión ejerce una loseta sobre el piso si su masa es de 800 g y tiene una longitud de 30cm de ancho por
40 cm de largo.
20. Escribe tres ejemplos de tu vida cotidiana donde intervenga el concepto de presión
21. ¿Por que un faquir cuando descansa sobre una cama de clavos no se lesiona?
22. Cuándo ejerces más presión: cuando estas de pie sobre tu cama o cuando estas de pie sobre el piso de la
recámara
ING. MARGARITA ZAGO M.
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