Calculadora de Presión de Fluidos
Calcula la presión de fluidos a una profundidad usando densidad, gravedad y altura para problemas de hidrostática
Presión Hidrostática
Profundidad (h)
Densidad del Fluido (ρ)
Gravedad (g)
Presión Absoluta
Presión en atm
Presión en psi
Detalles del Cálculo
Comprendiendo la Presión de Fluidos
La presión de fluidos es la fuerza por unidad de área ejercida por un fluido en reposo. En un fluido estático, la presión aumenta linealmente con la profundidad debido al peso del fluido superior. Este principio, descrito por la ley de Pascal, es fundamental para la hidráulica, la ingeniería submarina, la ciencia atmosférica y muchos otros campos. La ecuación de presión hidrostática P = ρgh relaciona la presión con la densidad del fluido, la aceleración gravitacional y la profundidad bajo la superficie.
Fórmulas Clave
- P = ρgh — Presión hidrostática (presión manométrica debida a la columna de fluido)
- P_abs = P₀ + ρgh — Presión absoluta (presión atmosférica más presión hidrostática)
- P_man = P_abs − P₀ — Presión manométrica (presión relativa a la atmosférica)
Variables
- P — Presión (Pa, Pascales)
- ρ — Densidad del fluido (kg/m³)
- g — Aceleración gravitacional (m/s²)
- h — Profundidad bajo la superficie (m)
- P₀ — Presión atmosférica (101.325 Pa al nivel del mar)
Densidades Comunes de Fluidos
| Fluido | Densidad (kg/m³) | Presión a 10 m de profundidad (Pa) |
|---|---|---|
| Agua Dulce | 997 | 97.776 |
| Agua de Mar | 1.025 | 100.522 |
| Mercurio | 13.534 | 1.327.560 |
| Etanol | 789 | 77.387 |
| Petróleo Crudo | ≈870 | 85.321 |
| Glicerina | 1.260 | 123.568 |
| Aire (nivel del mar) | 1,225 | 12,02 |
Tipos de Presión
Presión Absoluta
- • Presión total relativa al vacío perfecto
- • P_abs = P₀ + P_man
- • Siempre un valor positivo
- • Utilizada en cálculos termodinámicos
Presión Manométrica
- • Presión relativa a la presión atmosférica
- • P_man = P_abs − P₀
- • Puede ser positiva o negativa (vacío)
- • Medida por la mayoría de los manómetros
Presión Hidrostática
- • Presión ejercida por un fluido en reposo
- • P = ρgh
- • Aumenta linealmente con la profundidad
- • Independiente de la forma del recipiente
Aplicaciones en el Mundo Real
Los principios de presión de fluidos se aplican en muchos campos de la ingeniería y la ciencia:
- Un buceador a 10 m de profundidad en agua de mar experimenta aproximadamente 2 atm de presión absoluta (1 atm atmosférica + 1 atm de la columna de agua)
- Los frenos hidráulicos en automóviles usan la ley de Pascal para multiplicar la fuerza a través de un fluido incompresible
- El diseño de presas debe tener en cuenta el aumento de presión con la profundidad — la base de la presa Hoover soporta más de 2 millones de Pa del agua detrás de ella
- La presión arterial en humanos varía con la posición del cuerpo debido a los efectos hidrostáticos de la columna de sangre
- Los sumergibles de aguas profundas como el Trieste alcanzaron la Fosa de las Marianas a 10.916 m, soportando presiones superiores a 110 MPa
Ley de Pascal
La ley de Pascal (también conocida como principio de Pascal) establece que un cambio de presión aplicado a un fluido incompresible confinado se transmite sin disminución a todo el fluido y a las paredes de su recipiente. Formulado por Blaise Pascal en 1653, este principio es la base de los sistemas hidráulicos.
Consecuencias Clave:
- La presión a una profundidad dada es la misma en todas las direcciones
- La presión depende solo de la profundidad, no de la forma del recipiente (paradoja hidrostática)
- Una fuerza pequeña aplicada sobre un área pequeña puede generar una fuerza grande sobre un área grande (ventaja hidráulica)
- Las prensas hidráulicas, elevadores y frenos aprovechan este principio
Referencias
Las fórmulas y constantes físicas utilizadas en esta calculadora se basan en principios establecidos de mecánica de fluidos y fuentes verificadas:
Nota: Esta calculadora asume un fluido ideal, incompresible y estático a temperatura uniforme. No tiene en cuenta la compresibilidad del fluido, gradientes de temperatura, gases disueltos ni efectos de flujo dinámico. Los resultados se basan en la hidrostática clásica y pueden diferir de las condiciones del mundo real.
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