Hidrostatica

La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición.

Agua de mar: fluido salobre.

Reciben el nombre de fluidos aquellos cuerpos que tienen la propiedad de adaptarse a la forma del recipiente que los contiene. A esta propiedad se le da el nombre de fluidez.
Son fluidos tanto los líquidos como los gases, y su forma puede cambiar fácilmente por escurrimiento debido a la acción de fuerzas pequeñas.
Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.

Presión hidrostática
En general, podemos decir que la presión se define como fuerza sobre unidad de superficie, o bien que la presión es la magnitud que indica cómo se distribuye la fuerza sobre la superficie en la cual está aplicada.

Si una superficie se coloca en contacto con un fluido en equilibrio (en reposo) el fluido, gas o líquido, ejerce fuerzas normales sobre la superficie.

Entonces, presión hidrostática, en mecánica, es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.
Si la fuerza total (F) está distribuida en forma uniforme sobre el total de un área horizontal (A), la presión (P) en cualquier punto de esa área será



P: presión ejercida sobre la superficie, N/m²
F: fuerza perpendicular a la superficie, N
A: área de la superficie donde se aplica la fuerza, m²

Mismo nivel, misma presión.

Ahora bien, si tenemos dos recipientes de igual base conteniendo el mismo líquido (figura a la izquierda) , veremos que el nivel del líquido es el mismo en los dos recipientes y la presión ejercida sobre la base es la misma.

Presión solo sobre la base.

Eso significa que:
La presión es independiente del tamaño de la sección de la columna: depende sólo de su altura (nivel del líquido) y de la naturaleza del líquido (peso específico).

Esto se explica porque la base sostiene sólo al líquido que está por encima de ella, como se grafica con las líneas punteadas en la figura a la derecha.

Presión atmosférica

Presión a la cantidad de fuerza aplicada por unidad de superficie. De acuerdo con esta definición, sobre una unidad de superficie, fuerza que se debe al peso del aire contenido en una columna imaginaria que tiene como base dicha unidad.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

Tabla de altitudes y presiones atmosféricas
Altitud (m)	Presión (mmHg)	Altitud (m)	Presión (mmHg)
800	690	1400	642
900	682	1500	634
1000	674	1600	626
1100	665	1700	618
1200	657	1800	611
1300	649	1900	603

Expresar en mm de mercurio (mmHg) o Torricelli, diciéndose que la presión normal, a nivel del mar es de 760 mm de Hg. A presión que se considera normal a nivel del mar tiene un valor de 1 atmósfera o, lo que es lo mismo, 760 mm de Hg ó 1.012,9 milibares, también suele expresarse por 76 cm de altura por cm².

1 atm = 76 cm de Hg (mercurio) = 760 mm de Hg (mercurio).

Presión nanometrica

Es la presión relativa que ejerce un fluido (líquido o gas), su valor depende de la presion externa. La presión manométrica puede tener un valor mayor o menor que la presion atmosferica. Un manómetro que mide presiones inferiores a la atmosférica se llama manómetro de vacío o vacuómetro.
El manómetro es un tubo de vidrio doblado en  forma de “U” o forma de “J” con dos ramas, conteniendo cierta cantidad de mercurio y que posee un codo en una de las ramas para conectar al fluido que se le quiere medir la presión. La diferencia de niveles del mercurio es lo que corresponde a la presión manométrica.

La presión manométrica (P_man) la podemos expresar de dos formas, según la unidad de presión que se desee:

Pman = ϒ(Hg) x L

donde Y(Hg) es el peso especifico del mercurio.
También:

Pman =  L cmHg

La presión absoluta (total) del gas lo hallamos así:

P_gas = P_man + P_atm

La presión manométrica en función de la presión absoluta y presión externa (atmosférica) lo hallamos despejando:

P_man = P_gas - P_atm

En base a esta formula, podemos observar que la P_man cambia al variar la presión externa, debido a ello se dice que es relativa, si la presión externa aumenta, la presión manométrica disminuirá; si la presión externa disminuye, entonces la presión manométrica aumentará.

Presion absoluta

Es la presion real o total que ejerce un fluido. Si se usa un manómetro al aire libre para medir la presión del fluido, entonces la presión absoluta resulta ser la suma de la presion manometrica y la presion atmosferica, como ya planteamos anteriormente.
Ejemplo:
Se usa un manómetro al aire libre conteniendo mercurio. ¿Cual es el valor de la presión absoluta que ejerce el gas (ver figura), si la diferencia de niveles de mercurio es 90cm.? Considere la presión barométrica de la ciudad en 752 mmHg.

Solución:
Del dato del problema: L = 90 cm.
Los puntos (1) y (2) están al mismo nivel, entonces se cumple que:
P(1) = P(2)
Además por teoría:
Pabs = Pman + Patm
Donde:
Pman = 90 cmHg
Patm = 752 mmHg = 75.2 cmHg
Entonces:
Pabs = (90 + 75.2) cmHg
Pabs = 165.2 cmHg
Convirtiendo a KPa:
165.2 cmHg x ( 101.3 KPa / 76 cmHg) = 220.2 KPa
Pabs = 220.2 Kpa