Tubo en U con esferas de vidrio: equilibrio y presión de los gases.

El tubo en U con esferas de vidrio es un dispositivo experimental clásico utilizado para demostrar el comportamiento de los gases y el principio de equilibrio de presiones. Este instrumento, sencillo pero efectivo, ha sido ampliamente empleado en laboratorios de física y química para ilustrar cómo las variaciones de presión afectan a los fluidos contenidos en recipientes comunicantes.

Su diseño permite observar directamente cómo la presión de un gas actúa sobre una columna de líquido, desplazándola hasta alcanzar el equilibrio. Gracias a las esferas de vidrio colocadas en el líquido o en los extremos del tubo, se facilita la visualización del desplazamiento y se puede estudiar con mayor precisión la relación entre volumen, presión y altura.

Este modelo sigue siendo una herramienta didáctica esencial para comprender los fundamentos de la estática de fluidos, los principios de Pascal y la ley de Boyle, pilares de la física de los gases.

¿Cómo funciona ?

El tubo en U consiste en un tubo transparente doblado en forma de U, parcialmente lleno de un líquido como agua, aceite o mercurio. En cada uno de sus extremos puede conectarse un gas, mantenerse abierto al aire o cerrarse con un tapón. Las esferas de vidrio, presentes en el líquido o en los extremos, permiten observar con mayor claridad el nivel del fluido y su desplazamiento.

Cuando se aplica una diferencia de presión entre los dos extremos del tubo, el líquido se desplaza hacia el lado de menor presión hasta alcanzar el equilibrio. La diferencia de alturas entre las dos columnas de líquido es proporcional a la diferencia de presión entre ambos lados, y puede medirse para calcular la presión relativa o absoluta.

Este comportamiento visualiza claramente cómo la presión se transmite y se equilibra en un sistema cerrado.

¿Para qué se utiliza?

El tubo en U con esferas de vidrio se utilizaba principalmente en laboratorios educativos, para demostrar el equilibrio de presiones y el efecto que tiene la compresión o expansión de gases en un sistema cerrado. También era útil para medir pequeñas diferencias de presión en experimentos de física, química o meteorología, actuando como un manómetro simple. Además, permitía ilustrar principios como el de Pascal o el de los vasos comunicantes, siendo una herramienta esencial en la enseñanza de los fundamentos de la presión atmosférica y de la dinámica de fluidos.