¿Por qué los niveles coinciden aunque los vasos tengan distinta forma?

La presión depende de la profundidad vertical y de la densidad, no de la forma. En la conexión las presiones deben coincidir. Con la misma presión atmosférica en las superficies abiertas, las alturas de las columnas sobre la conexión son iguales. El volumen y el área cambian cuánto líquido pasa, pero no la altura final.

¿Por qué en el manómetro se toma la Δh vertical y no la longitud a lo largo del tubo?

El peso de la columna y la presión los fija la extensión vertical. En un tubo inclinado el camino a lo largo de la pendiente es mayor a la misma diferencia de alturas. En la fórmula ΔP = ρgΔh entra precisamente la vertical (la «carga»).

¿Se pueden echar dos líquidos distintos en el tubo en U?

Aquí el líquido es uno. En un manómetro de dos líquidos la presión se cuenta por tramos con distinta ρ; en una misma horizontal de la conexión las presiones coinciden.

¿Cómo entra la presión atmosférica en la lectura del manómetro?

La rama abierta sostiene la presión atmosférica. La diferencia de alturas da la presión manométrica respecto de la atmósfera. La presión absoluta es la atmosférica más ρgΔh.

Vasos comunicantes

En los vasos comunicantes las superficies libres de un mismo líquido quedan a la misma altura. En el manómetro en U, ΔP = ρgΔh.

Sobre el modelo

En los vasos comunicantes las superficies libres de un mismo líquido en reposo quedan a la misma altura, independientemente de la forma y del área de la sección. Por la ley de Pascal la presión se transmite por el líquido sin pérdidas; en una misma horizontal las presiones coinciden. A profundidad h: P = P₀ + ρgh. En el manómetro en U la diferencia de presiones entre las dos ramas es ΔP = ρgΔh, donde Δh es la diferencia de alturas verticales de las columnas. En un tubo inclinado el camino a lo largo del eje es más largo, pero en la fórmula entra solo la carga vertical. El líquido es incompresible y no viscoso; no hay capilaridad.

Para quién: Secundaria y práctica de laboratorio: hidrostática, vasos comunicantes, manómetro, p = ρgh.

Conceptos clave

vasos comunicantes
manómetro
presión hidrostática
ley de Pascal
carga hidrostática
tubo en U

Cómo funciona

Vasos comunicantes: un líquido en reposo, superficies libres a la misma altura. El manómetro en U mide la diferencia de presiones por la Δh vertical: ΔP = ρgΔh. En el tubo inclinado la escala se alarga, pero en la fórmula entra solo la carga vertical. El mercurio (ρ grande) da una columna más corta a la misma ΔP.

Preguntas frecuentes

¿Por qué los niveles coinciden aunque los vasos tengan distinta forma?: La presión depende de la profundidad vertical y de la densidad, no de la forma. En la conexión las presiones deben coincidir. Con la misma presión atmosférica en las superficies abiertas, las alturas de las columnas sobre la conexión son iguales. El volumen y el área cambian cuánto líquido pasa, pero no la altura final.
¿Por qué en el manómetro se toma la Δh vertical y no la longitud a lo largo del tubo?: El peso de la columna y la presión los fija la extensión vertical. En un tubo inclinado el camino a lo largo de la pendiente es mayor a la misma diferencia de alturas. En la fórmula ΔP = ρgΔh entra precisamente la vertical (la «carga»).
¿Se pueden echar dos líquidos distintos en el tubo en U?: Aquí el líquido es uno. En un manómetro de dos líquidos la presión se cuenta por tramos con distinta ρ; en una misma horizontal de la conexión las presiones coinciden.
¿Cómo entra la presión atmosférica en la lectura del manómetro?: La rama abierta sostiene la presión atmosférica. La diferencia de alturas da la presión manométrica respecto de la atmósfera. La presión absoluta es la atmosférica más ρgΔh.

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