Tarea 3 - Csar Esquivel

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA 
UNIDAD AZCAPOTZALCO 
 
 
 
 
 
 
 
TAREA 3: 
PROBLEMAS 3.57-3.85 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALUMNO: 
 CÉSAR ANTAR ESQUIVEL GONZÁLEZ 
GRUPO: 
 5RM3 
ASIGNATURA: 
 MECÁNICA DE FLUIDOS 
MANÓMETROS 
3.57 Describa un manómetro de tubo en U sencillo. 
Un extremo del tubo en U está conectado a la presión que va a medirse, y el otro se deja abierto a 
la atmósfera. El tubo contiene un líquido llamado fluido manométrico, el cual no se mezcla con aquel 
cuya presión se va a medir. El fluido del instrumento se ve desplazado de su posición normal por la 
acción de la presión que se mide. 
3.58 Describa un manómetro diferencial de tubo en U. 
Aquel que indica la diferencia entre la presión en dos puntos, pero no el valor real en alguno de 
ellos. Los dos extremos del tubo en U están conectados a la presión que va a medirse, pero en cada 
extremo se obtendrá diferentes valores por lo que este instrumento nos proporcionará la diferencia 
que existe entre ambos. El tubo contiene un líquido llamado manométrico, el cual no se mezcla con 
aquel cuya presión se va a medir. El fluido del instrumento se ve desplazado de su posición normal 
por la acción de la presión que se mide. 
3.59 Describa un manómetro tipo pozo. 
Cuando se aplica una presión sobre este instrumento, el nivel del fluido en el pozo baja una pequeña 
distancia, en tanto que el de la rama derecha sube más, en proporción a la razón de las áreas del 
pozo y del tubo. Se coloca una escala a lo largo del tubo, de modo que la deflexión se lee en forma 
directa. La escala se calibra para tomar en cuenta la caída pequeña en el nivel del pozo. 
3.60 Describa un manómetro tipo pozo inclinado. 
Cuando se aplica una presión sobre este instrumento, el nivel del fluido en el pozo baja una pequeña 
distancia, en tanto que el de la rama derecha sube más, en proporción a la razón de las áreas del 
pozo y del tubo. Se coloca una escala a lo largo del tubo, de modo que la deflexión se lee en forma 
directa. La escala se calibra para tomar en cuenta la caída pequeña en el nivel del pozo. 
Ofrece sensibilidad mayor al colocar la escala a lo largo del tubo inclinado. La longitud de la escala 
se incrementa como función del ángulo de inclinación del tubo. 
3.61 Describa un manómetro compuesto. 
Los sistemas de manómetro con indicador compuesto, están diseñados para ofrecer la visualización 
rápida y precisa de la presión de la bomba. Sus aplicaciones principales son las pruebas hidrostáticas, 
las operaciones de cementado de fondo de pozo y fracturación a alta presión. Un selector con 
barrido a 360 grados hace un giro completo mientras la aguja Vernier 4 a 1 hace 4 giros completos, 
de manera que se pueden observar hasta las más mínimas variaciones de presión. 
Suelen utilizarse más de dos fluidos manométricos para realizar las mediciones que existen entre 
dos puntos o en un punto exacto dependiendo del caso. 
3.62 En el tubo que se muestra en la figura 3.27 hay agua. Calcule la presión en el punto A, en kPa 
(manométrica). 
 
DATOS 
 
𝑘𝑁 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 9.81 𝑚3
 𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 13.54 
Obtenemos la ecuación para encontrar la presión en A. 
𝑃𝐴 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.1𝑚) + 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(0.075𝑚) 
Sustituimos valores dados en la figura. 
𝑃𝐴 
 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 
 
= (0.1𝑚) + 𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 
 
(0.075𝑚) = (0.1𝑚) + (13.54)(0.075𝑚) 
 
 
 
Resultado 
𝑃𝐴 
 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 
 
= 1.1155 𝑚 
 
 
 
𝑘𝑁 
 
 
 
 
 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(1.1155 𝑚) = (9.81 𝑚3
) (1.1155 𝑚) = 10.943055 
𝑚2
 
3.63 Para el manómetro diferencial de la figura 3.28, calcule la diferencia de presiones entre los 
puntos A y B. La gravedad específica del aceite es de 0.85. 
 
 
𝑙𝑏 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 62.4 𝑓𝑡3
 𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 0.85 
Obtenemos la ecuación para encontrar la diferencia de presión, simplificándola lo más posible. 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(13 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(9 𝑝𝑢𝑙𝑔) − 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(32 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(13 𝑝𝑢𝑙𝑔 − 32 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(9 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(19 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(9 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(19 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(9 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(9 𝑝𝑢𝑙𝑔)−𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(19 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
Sustituimos valores respectivos. 
𝑙𝑏 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = (62.4 𝑓𝑡3
) ( 
1𝑓𝑡3 
 
3)(9 𝑝𝑢𝑙𝑔) − (62.4 
𝑙𝑏 
3)( 
1𝑓𝑡3 
 
3)(0.85)(19 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
 
 
 
 
Resultado 
 
𝑃𝐴 
 
 
 
𝑃 
 
− 𝑃𝐵 
 
 
 
− 𝑃 
= −0.258194̅ 
𝑙𝑏
 
𝑝𝑢𝑙𝑔2 
 
 
= 0.258194̅ 
𝑙𝑏
 
 
𝐵 𝐴 𝑝𝑢𝑙𝑔2 
1728 𝑝𝑢𝑙𝑔 𝑓𝑡 1728 𝑝𝑢𝑙𝑔 
3.64 Para el manómetro de la figura 3.29. Calcule (pA-pB) 
 
 
𝑙𝑏 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 62.4 𝑓𝑡3
 𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 0.85 
Obtenemos la ecuación para encontrar la diferencia de presión, simplificándola lo más posible. 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(33 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(8 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(8 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(−33 𝑝𝑢𝑙𝑔 + 8 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(8 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(−25 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(8 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(25 𝑝𝑢𝑙𝑔) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(8 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(8 𝑝𝑢𝑙𝑔)−𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(25 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
Sustituimos valores respectivos. 
𝑙𝑏 𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = (62.4 𝑓𝑡3
) ( 1𝑓𝑡3 
 
3)(0.85)(8 𝑝𝑢𝑙𝑔) − (62.4 
𝑙𝑏 
3)( 
1𝑓𝑡3 
 
3)(25 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
1728 𝑝𝑢𝑙𝑔 
 
𝑃𝐴 
 
 
− 𝑃𝐵 
 
= −0.6572̅ 
𝑙𝑏
 
𝑝𝑢𝑙𝑔2 
𝑓𝑡 1728 𝑝𝑢𝑙𝑔 
 
Resultado 
 
𝑃𝐵 
 
 
− 𝑃𝐴 
 
= 0.6572̅ 
𝑙𝑏
 
𝑝𝑢𝑙𝑔2 
3.65 Para el manómetro de la figura 3.30. Calcule (pA-pB) 
 
 
𝑘𝑁 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 9.81 𝑚3
 
𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 13.54 𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 0.9 
 
Obtenemos la ecuación para encontrar la diferencia de presión, simplificándola lo más posible. 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.5 𝑚) − 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(0.75 𝑚) − 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(0.15 𝑚) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.5 𝑚) − 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜)(0.75 𝑚) − 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(0.15 𝑚) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎[(0.5 𝑚) − (𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜)(0.75 𝑚) − (𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(0.15 𝑚)] 
Sustituimos valores respectivos. 
 
 
 
 
 
 
Resultado 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = (9.81 𝑚3
)[(0.5 𝑚) − (13.54)(0.75 𝑚) − (0.9)(0.15 𝑚)] 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −96.0399 𝑚2
 
 
𝑘𝑁 
𝑃𝐵 − 𝑃𝐴 = 96.0399 𝑚2
 
3.66 Para el manómetro de la figura 3.31. Calcule (pA-pB) 
 
 
𝑘𝑁 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 9.81 𝑚3
 
𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 13.54 𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 0.86 
Obtenemos la ecuación para encontrar la diferencia de presión, simplificándola lo más posible. 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.15 𝑚) + 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(0.75 𝑚) − 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(0.6 𝑚) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.15 𝑚) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜)(0.75 𝑚) − 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(0.6 𝑚) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎[(0.15 𝑚) + (𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜)(0.75 𝑚) − (𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(0.6 𝑚)] 
Sustituimos valores respectivos. 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = (9.81 𝑚3
)[(0.15 𝑚) + (13.54)(0.75 𝑚) − (0.86)(0.6 𝑚)] 
Resultado 
 
 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 96.03009 𝑚2
 
3.67 Para el manómetro compuesto de la figura 3.32. Calcule la presión en el punto A. 
 
 
𝑘𝑁 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 9.81 𝑚3
 
𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 13.54 𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 0.90 
Obtenemos la ecuación para encontrar la presión en A. 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(0.375 𝑚) − 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(0.25 𝑚) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.3 𝑚) − 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(0.475 𝑚) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(0.375 𝑚) − 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(0.725 𝑚) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.3 𝑚) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(0.375 𝑚) − 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜)(0.725 𝑚) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.3 𝑚) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎[(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(0.375 𝑚) − (𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜)(0.725 𝑚) + (0.3 𝑚)] 
Sustituimos valores respectivos. 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = (9.81 𝑚3
)[(0.9)(0.375 𝑚) − (13.54)(0.725 𝑚) + (0.3 𝑚)] 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −90.04599𝑚2
 
Resultado 
 
 
𝑘𝑁 
𝑃𝐵 − 𝑃𝐴 = 90.04599 𝑚2
 
3.68 Para el manómetro diferencial compuesto de la figura 3.33. Calcule (pA-pB). 
 
 
𝑙𝑏 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 62.4 𝑓𝑡3
 
𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 13.54 𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 0.90 
Obtenemos la ecuación para encontrar la presión en A. 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(6) + 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(6) − 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(10) + 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(8) − 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(6) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(4) + 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(14) − 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(6) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(4) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜)(14) − 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(6) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎[−4 + 14(𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜) − 6(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)] 
Sustituimos valores respectivos. 
𝑙𝑏 𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = (62.4 𝑓𝑡3
)( 1𝑓𝑡3 
 
3)[−4 + 14(13.54) − 6(0.9)] 
1728 𝑝𝑢𝑙𝑔 
Resultado 
 
 
 
𝑃𝐴 
 
− 𝑃𝐵 
= 6.5057̅ 
𝑙𝑏
 
𝑝𝑢𝑙𝑔2 
3.69 La figura 3.34 muestra un manómetro que se utiliza para conocer la diferencia de presiones en 
una tubería. Calcule (pA-pB). 
 
 
𝑙𝑏 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 62.4 𝑓𝑡3
 𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 0.9 
Obtenemos la ecuación para encontrar la diferencia de presión, simplificándola lo más posible. 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = −𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(2 𝑓𝑡) − 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(3 𝑓𝑡) + 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(11 𝑓𝑡) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(11 𝑓𝑡 − 2 𝑓𝑡) − 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(3 𝑓𝑡) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(9 𝑓𝑡) − 𝛾𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒(3 𝑓𝑡) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(9 𝑓𝑡) − 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(3 𝑓𝑡) 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎[(9 𝑓𝑡) − (𝑠𝑔𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒)(3 𝑓𝑡)] 
Sustituimos valores respectivos. 
 
 
 
Resultado 
𝑙𝑏 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = (62.4 𝑓𝑡3
)[(9 𝑓𝑡) − (0.9)(3 𝑓𝑡) 
 
𝑙𝑏 
𝑃𝐴 − 𝑃𝐵 = 393.12 𝑓𝑡2
 
3.70 Para el manómetro tipo pozo de la figura 3.35, calcule pA. 
 
 
 
 
𝑙𝑏 
𝑃𝐴 = 𝛾𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜ℎ = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜)(ℎ) 
1𝑓𝑡3 
 
 
 
̅ 𝑙𝑏 
 
𝑃𝐴 = (62.4 
𝑓𝑡3
) (
1728 𝑝𝑢𝑙𝑔3
) (𝑠𝑔𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜)(6.8 𝑝𝑢𝑙𝑔) = 0.245 
𝑝𝑢𝑙𝑔2 
(𝑠𝑔𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜) 
 
 
𝑠𝑖 𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑠 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑃𝐴 
= 0.245̅ 
𝑙𝑏
 
𝑝𝑢𝑙𝑔2 
 
3.71 La figura 3.36 muestra un manómetro tipo pozo inclinado, en el que la distancia L indica el 
movimiento en el nivel del fluido del instrumento conforme se aplica la presión pA en el tubo. El 
fluido manométrico tiene una gravedad específica de 0.87 y L=115 mm. Ignore el descenso del nivel 
del fluido en el tubo y calcule pA. 
 
 
𝑃𝐴 = 𝛾𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜𝐿 sin 𝜃 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑠𝑔𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜)(𝐿 sin 𝜃) 
𝑘𝑁 𝑘𝑁 
𝑃𝐴 = (9.81 
𝑚3
) (𝑠𝑔𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜)(0.115𝑚 sin(15°)) = 0.2919867057 
𝑚2 
(𝑠𝑔𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜) 
𝑘𝑁 
𝑠𝑖 𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑠 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑃𝐴 = 0.2919867057 𝑚2
 
3.72 a. Determine la presión manométrica en el punto A la figura 3.37. 
 
DATOS 
 
𝑘𝑁 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 = 9.81 𝑚3
 𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 13.54 
Obtenemos la ecuación para encontrar la presión en A. 
𝑃𝐴 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(0.6𝑚) − 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜(0.815𝑚) 
Sustituimos valores dados en la figura. 
𝑃𝐴 
 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 
 
= (0.6𝑚) − 𝑠𝑔𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 
 
𝑃𝐴 
 
(0.815𝑚) = (0.6𝑚) − (13.54)(0.815𝑚) 
 
 
= −10.4351 𝑚 
 
Resultado 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 
 
 
𝑘𝑁 
 
 
 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴 = 𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎(−10.4351 𝑚) = (9.81 𝑚3
) (− 10.4351 𝑚) = −102.368331 
𝑚2
 
b. Si la presión barométrica es de 737 mm de mercurio exprese la presión en el punto A en kPa 
 
(abs) 
 
𝑘𝑁 
 
 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴𝐵𝑆 = 𝑃𝐴 + 𝑃𝐵𝐴𝑅 = −102.368331 𝑚2 
+ 98.2586 
𝑚2
 
𝑘𝑁 
𝑃𝐴𝐵𝑆 = −4.109731 𝑚2
 
BARÓMETROS 
3.73 ¿Cuál es la función de un barómetro? 
Es barómetro es un dispositivo para medir la presión atmosférica. 
3.74 Describa la construcción de un barómetro. 
Consiste en un tubo largo cerrado en uno de sus extremos y se llena al inicio con mercurio. Después, 
se sumerge el extremo abierto bajo la superficie del mercurio que se encuentra en un contenedor y 
se permite que alcance el equilibrio. En el extremo superior del tubo se produce un vació casi 
perfecto, que contiene vapor de mercurio a una presión de sólo 0.17 Pa a 20°C. 
3.75 ¿Por qué el mercurio es un fluido conveniente para usarlo en un barómetro? 
Debido a que el peso específico del mercurio es aproximadamente constante, un cambio en la 
presión atmosférica ocasionará un cambio en la altura de la columna de mercurio. Es frecuente que 
esta altura se reporte como la presión barométrica. 
3.76 Si en lugar del mercurio se usara agua en un barómetro ¿Qué tan alta sería la columna? 
Sería casi 13.59 veces la longitud de la columna del barómetro con mercurio. 
ℎ = 
𝑃𝑎𝑡𝑚 
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 
101325 
= = 10.32874618 𝑚 
9810 
 
3.77 ¿Cuál es la lectura de la presión barométrica en pulgadas de mercurio que corresponde a 
14.696 psia? 
 
𝑃𝑎𝑡𝑚 
14.696
 𝑙𝑏 
 
𝑝𝑢𝑙𝑔2 
ℎ = 
𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 
= 
848.7
 𝑙𝑏 
( 𝑓𝑡3 
1𝑓𝑡3 
3) 
1728𝑝𝑢𝑙𝑔 
ℎ = 29.92 𝑝𝑢𝑙𝑔 
3.78 ¿Cuál es la lectura de la presión barométrica en milímetros de mercurio que corresponde a 
101.325 kPa (abs)? 
ℎ = 
𝑃𝑎𝑡𝑚 
𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 
101.325 𝑘𝑃𝑎 
= 
 𝑘𝑁 
= 0.7601275319 𝑚 
133.3 
𝑚3
 
ℎ = 760.1275319 𝑚𝑚 
 
 
3.79 ¿Por qué debe corregirse una lectura de la presión barométrica para tener en cuenta la 
temperatura? 
Porque la temperatura del fluido del instrumento puede llegas a afectar su peso específico y con 
ello la exactitud de sus factores. 
3.80 ¿En cuánto disminuiría una lectura de presión barométrica desde su valor al nivel del mar si se 
elevara a 1250 pies? 
1000 𝑝𝑖𝑒𝑠 − 0.1 𝑝𝑢𝑙𝑔𝐻𝑔 
1250 𝑝𝑖𝑒𝑠 − 𝑥 𝑝𝑢𝑙𝑔𝐻𝑔 
25.4 𝑚𝑚 
𝑥 = 0.125 𝑝𝑢𝑙𝑔 𝐻𝑔 ( 
1 𝑝𝑢𝑙𝑔 
) = 𝟑. 𝟏𝟕𝟓 𝒎𝒎 𝑯𝒈 
 
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 760 𝑚𝑚 𝐻𝑔 
𝑃𝑡 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 3.175 𝑚𝑚 𝐻𝑔 = 760 𝑚𝑚 𝐻𝑔 − 3.175 𝑚𝑚 𝐻𝑔 
Resultado 
𝑃𝑡 = 756.825 𝑚𝑚𝐻𝑔 
3.81 A Denver, Colorado, se le llama la Ciudad de una milla de altitud, debido a que se encuentra a 
una altitud de 5200 pies, aproximadamente. Suponga que la presión en el nivel del mar es de 101.3 
kPa (abs) ¿Cuál sería la presión aproximada en Denver? 
1000 𝑝𝑖𝑒𝑠 − 0.1 𝑝𝑢𝑙𝑔𝐻𝑔 
5200 𝑝𝑖𝑒𝑠 − 𝑥 𝑝𝑢𝑙𝑔𝐻𝑔 
25.4 𝑚𝑚 
𝑥 = 0.52 𝑝𝑢𝑙𝑔 𝐻𝑔 ( 
1 𝑝𝑢𝑙𝑔 
) = 𝟏𝟑. 𝟐𝟎𝟖 𝒎𝒎 𝑯𝒈 
 
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 760 𝑚𝑚 𝐻𝑔 
𝑃𝑡 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 13.208 𝑚𝑚 𝐻𝑔 = 760 𝑚𝑚 𝐻𝑔 − 13.208 𝑚𝑚 𝐻𝑔 
Resultado 
𝑃𝑡 = 746.792 𝑚𝑚𝐻𝑔 
3.82 Se informa que la presión barométrica es de 28.6 pulg de mercurio. Calcule la presión 
atmosférica, en psia. 
𝑙𝑏 1𝑓𝑡3 
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜ℎ = 848.7 
𝑓𝑡3 
(
1728𝑝𝑢𝑙𝑔3
) (28.6 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑙𝑏 
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 14.04677083 𝑝𝑢𝑙𝑔2 
(𝑝𝑠𝑖𝑎) 
3.83 Un barómetro indica que la presión atmosférica es de 30.65 pulgadas de mercurio. Calcule la 
presión atmosférica, en psia. 
𝑙𝑏 1𝑓𝑡3 
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜ℎ = 848.7 
𝑓𝑡3 
(
1728𝑝𝑢𝑙𝑔3
) (30.65 𝑝𝑢𝑙𝑔) 
𝑙𝑏 
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 15.05361979 𝑝𝑢𝑙𝑔2 
(𝑝𝑠𝑖𝑎) 
 
3.84 ¿Cuál sería la lectura en pulgadas de mercurio que diera un barómetro, correspondiente a una 
presión atmosférica de 14.2 psia? 
 
𝑃𝑎𝑡𝑚 
14.2
 𝑙𝑏 
 
𝑝𝑢𝑙𝑔2 
ℎ = 
𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 
= 
848.7
 𝑙𝑏 
( 𝑓𝑡3 
1𝑓𝑡3 
3) 
1728𝑝𝑢𝑙𝑔 
ℎ = 28.91198303 𝑝𝑢𝑙𝑔 
 
 
3.85 La lectura de un barómetro es de 745 mm de mercurio. Calcule la lectura barométrica en kPa 
(abs) 
𝑘𝑁 
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 𝛾𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜ℎ = 133.3 𝑚3 
(0.745 𝑚) 
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 99.3085 𝑘𝑃𝑎