Ley de dilatación en los gases Los gases son mucho más dilatables que sólidos y líquidos.  Si un gas aumenta de temperatura el movimiento de sus moléculas aumenta, pero si además está contenido en un recipiente; aumenta el choque continuado de esas moléculas con las paredes del recipiente provocando un aumento de presión. Por tanto hay que tener en cuenta: temperatura, volumen y presión.   Se pueden considerar tres casos:  1. Dilatación a Presión constante: la presión permanece constante y el aumento de temperatura produce un aumento de volumen.  Es como una dilatación cúbica puesto que aumenta el volumen.  Tendrá su coeficiente de dilatación  de un gas a presión constante será el aumento que experimenta la unidad de volumen, cuando la temperatura aumenta un grado centígrado: [pic] . Por tanto para hallar el volumen de un gas a t grados basta con multiplicar el volumen que tiene a 0 grados por el binomio de dilatación. 2. Dilatación a Volumen Constante: el volumen permanece constante y aumenta la presión.   Será coeficiente de dilatación de un gas a volumen constante, el aumento de presión que experimenta la unidad de volumen al aumentar su temperatura en un grado centígrado. Y su fórmula será: [pic] 3. Varían la presión y el volumen: aquí se aplica la ley de Boyle-Mariotte que dice que si la temperatura de un gas permanece constante, el volumen que ocupa está en razón inversa de la presión que sobre él actúa. Las 3 Leyes de Gay-Lussac 1. La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura: Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión. Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión. 2.     El coeficiente de dilatación constante de los gases, a presión constante es el mismo para todos.  Este coeficiente es aproximadamente igual a  [pic] . 3.     El coeficiente de dilatación de los gases, a volumen constante es igual en todos ellos y su valor es el mismo que el coeficiente de dilatación a presión constante. Ley de Boyle-Mariotte La Ley de Boyle-Mariotte formulada en 1660 por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:  PV=K Donde K es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes. Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de la constante K no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la Ley; si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación: P1V1 = P2V2 Donde: P1= Presión Inicial P2= Presión Final V1 = Volumen Inicial V2= Volumen Final 

Ley de Poisson Se denomina ley de Poisson a la expresión que relaciona las variaciones de volumen v y de presión p de un gas ideal en una transformación adiabática (proceso reversible que se desarrolla sin intercambio de calor con el exterior) [pic]= constante Donde k es la razón de los calores específicos del gas a presión y a volumen constantes. Ley de Hooke 

Se tiene un fluido (gas o líquido) dentro de un tubo (Figura A).En equilibrio todas las porciones del fluido estarán a la presión atmosférica P0 (o a la presión externa de equilibrio). Si se escoge un elemento de la columna de fluido de longitud dx, mientras el sistema esté en equilibrio, tanto la cara izquierda como la derecha de éste (Figura C) estarán sometidas a iguales fuerzas debido a los efectos de las presiones sobre ellas que ejerce el resto de fluido a izquierda y derecha respectivamente. Si se comprime (o se expande) el fluido, por ejemplo desplazando leve y lentamente un pistón -proceso cuasi-estático de izquierda (derecha) a derecha (izquierda), aparecerá una compresión (expansión) del elemento dx. La compresión implicará una pequeña elevación de la presión por encima de la presión de equilibrio y la expansión una pequeña disminución por debajo de la misma. [pic] La ley de Hooke para deformaciones volumétricas en fluidos, establece que el exceso o defecto en la presión,[pic], (que en el caso de que [pic]sea la presión atmosférica, es llamada presión manométrica) Si los esfuerzos de tracción se toman como positivos, los esfuerzos de compresión serán negativos. Con base en esto la presión se define como el esfuerzo normal de compresión, tomado como positivo (también se le denomina esfuerzo de volumen). Es decir la presión [pic] en la ley de Hooke generalizada hace el papel de un esfuerzo negativo, y por tanto se concluye que [pic]es el esfuerzo longitudinal responsable de la deformación longitudinal [pic]del elemento de fluido [pic] y que el módulo de elasticidad del fluido será su módulo de compresibilidad, 

Aunque la ley de Hooke explicada en esta sección se aplicó a los fluidos (gases o líquidos), es también aplicable a los cuerpos en el estado sólido. La diferencia radica en que para pequeños cambios de presión, [pic] se considera constante para sólidos y líquidos, en cambio en los gases dependerá de la presión inicial [pic] 

Principio de Bernoulli El Principio de Bernoulli, conocido también como Ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en el 1738 y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido no varía a lo largo de su recorrido. Puede demostrarse que, como consecuencia de ello, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes: 1. Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido. 2. Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea. 3. Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee. Ecuación de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) esta consta de estos mismos términos. 

V2p/2 + P + pgz = constante Donde: ▪ V = velocidad del fluido en la sección considerada. ▪ g = aceleración gravitatoria ▪ z = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia. ▪ P = presión a lo largo de la línea de corriente. ▪ p = densidad del fluido. Sensores Primarios Manómetro y Tipos 

El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newton por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional. Cuando los manómetros deben indicar fluctuaciones rápidas de presión se suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea. Hay que tener en cuenta que la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, entonces hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta. Cuando se obtiene una medida negativa en el manómetro es debida a un vacío parcial. Tipos 

Manómetro de Bourdon  Manómetro de espiral Manovacuómetro Manómetro de presión diferencial  Barómetro (este también es un manómetro mide presión atmosférica) Manómetro digital Manómetros de proceso Manómetro patrón Presostato El presostato también es conocido como interruptor de presión. Es un aparato que cierra o abre un circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un fluido. 

El fluido ejerce una presión sobre un pistón interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presión baja un resorte empuja el pistón en sentido contrario y los contactos se separan. 

Un tornillo permite ajustar la sensibilidad de disparo del presostato al aplicar más o menos fuerza sobre el pistón a través del resorte. Usualmente tienen dos ajustes independientes: la presión de encendido y la presión de apagado. 

No deben ser confundidos con los transductores de presión (medidores de presión), mientras estos últimos entregan una señal variable en base al rango de presión, los presostatos entregan una señal apagado/encendido únicamente. Manómetro de columna 

MANÓMETROS COLUMNA VERTICAL TJ Manómetro de columna vertical. Columna en J que permite una lectura directa. Ajuste del cero por desplazamiento de la regleta móvil. [pic] MANÓMETROS COLUMNA VERTICAL LU Manómetro de columna vertical. De columna vertical en U para alternar medidas positivas y negativas. Lectura por la suma de las dos columnas. Ajuste del cero por desplazamiento de la regleta móvil. [pic] MANÓMETROS COLUMNA VERTICAL GF Manómetro de columna vertical en U para alternar medidas positivas y negativas. Lectura por la suma de las dos columnas. Ajuste del cero por desplazamiento de la regleta móvil. [pic] MANÓMETROS COLUMNA INCLINADA HP Manómetro de columna. Gama para muy bajas presiones. Ajuste del cero por desplazamiento de la regleta móvil. Nivel de burbuja integrado para ajustar la horizontalidad. MANÓMETROS COLUMNA INCLINADA TX Manómetro de columna. Gama para muy bajas presiones. Cero central para medir alternativamente presión positiva y negativa. Ajuste del cero por desplazamiento de la regleta. Nivel de burbuja integrado. [pic] MANÓMETROS COLUMNA INCLINADA MG Manómetro de columna. Ajuste del cero por desplazamiento de la regleta móvil. Depósito que permite sobrepaso momentáneo de escala. Nivel de burbuja integrado para ajustar la horizontalidad. [pic] MANÓMETROS COLUMNA INCLINADA KX Manómetro de columna inclinada. Ajuste del cero por desplazamiento de la regleta. Cero central para medir alternativamente presión positiva y negativa. Nivel de burbuja para ajustar la horizontalidad. MANÓMETROS COLUMNA INCLINADA VH Manómetro de columna inclinada en V horizontal. Permite la medida en doble escala. Ajuste del cero por flotador. Nivel de burbuja para ajustar la horizontalidad. Presión estática máxima 1 bar. MANÓMETROS COLUMNA INCLINADA CP Manómetro para control de filtros en cabinas de pintura. Graduación por zonas de colores. Depósito que permite sobrepaso momentáneo de escala. Nivel de burbuja integrado para ajustar la horizontalidad 

Tubo de Bourdon *El manómetro se lama así por su inventor, Eugene Bourdon, un ingeniero francés.* El tubo de Bourdon es un dispositivo que detecta la presión y convierte la presión en desplazamiento. Puesto que el desplazamiento de tubo de Bourdon es una función de la presión aplicada, ésta puede ser amplificada e indicada mecánicamente por una aguja en un dial. Así, la posición del indicador indica indirectamente la presión. El material empleado normalmente en el tubo Bourdon es de acero inoxidable, aleación de cobre o aleaciones especiales. Este manómetro consiste de una carátula o dial calibrada en unidades PSI o Kpa y una aguja indicadora conectada a través de una articulación a un tubo curvado de metal flexible llamado tubo de Bourdón. El tubo de Bourdón se encuentra conectado a la presión del sistema. 

Caudalímetro 

Instrumento empleado para la medición del caudal de un fluido o Gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetro. Existen versiones mecánicas y eléctricas. Entre las mecánicas se encuentran los viejos contadores de agua instalados a la entrada de una vivienda para determinar cuantos metros cúbicos de agua se consumieron. Un ejemplo de caudalímetro eléctrico lo podemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan para determinar el caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles. Higroscopio Instrumento que indica la variación de la humedad del aire mediante el cambio de longitud de una fibra orgánica al absorber humedad 

El higroscopio usa cuerdas de tripa o crines de caballo. Higroscopia Es la capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al medioambiente. También es sinónimo de higrometría, siendo esta el estudio de la humedad, sus causas y variaciones (en particular de la humedad atmosférica). Algunos de los compuestos higroscópicos reaccionan químicamente con el agua como los hidruros o los metales alcalinos. Otros la atrapan como agua de hidratación en su estructura cristalina como es el caso del sulfato de sodio. El agua también puede adsorberse físicamente. En estos dos últimos casos, la retención es reversible y el agua puede ser desadsorbida. En el primer caso, al haber reaccionado, no se puede recuperar de forma simple. 

Tubo de Pitot Inventado por el ingeniero francés Henri Pitot en 1732, sirve para calcular la presión total, también llamada presión de estancamiento, presión remanente o presión de remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica). El tubo de pitot se utiliza como instrumento de medida de la velocidad de los aviones respecto el aire. Hay que tener en cuenta que es justamente la velocidad relativa entre el avión y el aire (IAS, Indicated Air Speed) que se conoce como la velocidad del aire indicada, es la que mantiene al avión en vuelo, no la velocidad respecto el suelo (GS ground speed). El GPS da la velocidad del avión respecto el suelo y mediante el tubo de pitot se obtiene la velocidad respecto el aire. 

Los manómetros de tubo de Pitot es un instrumento elemental para la medición de velocidades de flujo de gases o de aire en canales. Podrá encontrar dos manómetros diferentes con distintos tamaños en nuestra Web. Los manómetros de tubo de Pitot son una derivación de los clásicos tubos Prandtl, una combinación de tubo de Pitot para medir la presión total y una sonda de medición de la presión estática. Estrechamente relacionados con los manómetros surgen los anemómetros para medir velocidades de flujo. La ventaja de los manómetros de tubo de Pitot frente a otros métodos de medición consiste en el hecho de que un orificio relativamente pequeño sobre la pared del canal en las zonas más importantes del recorrido es suficiente para realizar en cualquier momento una medición rápida de la velocidad de flujo.  

Tubo de Venturi 

El Tubo de Venturi fue creado por el físico e inventor italiano Giovanni Battista Venturi (1.746 – 1.822). Fue profesor en Módena y Pavía. En Paris y Berna, ciudades donde vivió mucho tiempo, estudió cuestiones teóricas relacionadas con el calor, óptica e hidráulica. En este último campo fue que descubrió el tubo que lleva su nombre. Según él este era un dispositivo para medir el gasto de un fluido, es decir, la cantidad de flujo por unidad de tiempo, a partir de una diferencia de presión entre el lugar por donde entra la corriente y el punto, calibrable, de mínima sección del tubo, en donde su parte ancha final actúa como difusor. Definición El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal. Sensores de Fuerza y Par 

Fuerza Los Sensores de fuerza determinan, además de si ha habido contacto con un objeto como los anteriores, la magnitud de la fuerza con la que se ha producido dicho contacto. Esta capacidad es muy útil ya que permitirá al robot poder manipular objetos de diferentes tamaños e incluso colocarlos en lugares muy precisos. Para detectar la fuerza con la que se ha contactado con un objeto existen diversas técnicas; a continuación pasamos a describir brevemente tres de las más importantes: Par El término torquímetro designa un instrumento utilizado para medir un par, es decir, el producto de una fuerza y de un brazo de palanca.  Un torquímetro o sensor de par está formado por un sensor, que comprende un cuerpo de prueba metálico que recibe el par a medir y se deforma elásticamente bajo la acción de éste. En los sensores modernos, esta deformación se comunica a un circuito eléctrico en miniatura pegado al cuerpo de prueba, cuyo propósito es modificar su resistencia eléctrica. Esta variación de la resistencia es medida por la técnica del puente de Wheastone, en la que dos puntos del circuito eléctrico son alimentados con una tensión eléctrica analógica, continua o periódica, y una tensión analógica variable en función de la fuerza aplicada al sensor de par se recoge entre otros dos puntos del circuito.  La “magnitud de par” es, desde el punto de vista de la teoría mecánica, una magnitud vectorial, y las medidas de precisión deben tener en cuenta esta característica, así como otras leyes de la mecánica, como los principios de acción y reacción, causas a distancia, etc. Esto lleva a tomar varias precauciones determinadas, tanto en el diseño de un torquímetro como en su elaboración y su uso.