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PRESIÓN
ATMOSFÉRICA
La materia
que constituye el aire, como toda la materia es pesada.
La
presión es definida como el cociente entre la acción de
una fuerza sobre la unidad de superficie. P = F/S
La presión que ejerce el aire sobre los cuerpos, al nivel del
mar es de 1.033 g/cm2. Los científicos franceses Alphonse
Berget y Lucien Rudaux,hacen equivalente la presión que soporta
el cuerpo humano al peso de un cubo de plomo macizo de 1,20 m de arista;
no percibimos esta enorme presión porque se ejerce por igual
sobre toda la superficie del mismo y se transmite por uniformemente
por todas las direcciones, en virtud del Principio de Pascal generalizado
a los gases, y además está equilibrada por la presión
interna del organismo.
Para
demostrar el peso del aire, Galileo dio a conocer en 1640 un experimento:
se pesa un globo de vidrio, de una capacidad aproximada de 2 l., en
el cual se hizo previamente el vacío; se pesa de nuevo, después
de haber dejado entrar aire. La diferencia de peso - que es de 1,293
g/l, a la presión y la temperatura normales - nos da el peso
del aire.
Torricelli,
discípulo de Galileo, consiguió demostrar la existencia
de presión ejercida por la atmósfera sobre todos los cuerpos
que se encuentrarn en la superficie de la Tierra.
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Para
ello, llenó totalmente un tubo de mercurio de unos 90 cm
de longitud, cerrado en uno de sus extremos y abierto por el otro;
tapando con el dedo este extremo abierto, de modo que no quedara
ninguna burbuja de aire, lo invirtió e introdujo este extremo
en una cubeta conteniendo mercurio; retiró el dedo y observó
que el mercurio bajaba en el tubo hasta cierto nivel.
La
presión que ejerce la atmósfera sobre el mercurio
de la cubeta impide que el que está en el tubo descienda
más.
Al
nivel del mar, en condiciones normales, la altura media alcanzada
por el mercurio es de 76 cm sobre el nivel del metal líquido
en la cubeta. Esta altura multiplicada por la densidad del mercurio
(13,59) nos da 1,033 gramos, peso de la columna de mercurio de
1 cm2 de sección.
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Debido
a este experimento Torriceli intuyó que mediante el tubo que
después llevaría su nombre, se podrían medir las
variaciones del aire, unas veces más pesado y otras más
ligero.
Desde
este momento quedó inventado el
barómetro, instrumento para medir la presión atmosférica.
Se expresa en milímetros de altura que en cada caso alcanza el
tubo de mercurio.
El barómetro metálico o aneroide ofrece ciertas ventajas
sobre el de mercurio al ser más fácilmente transportable
y de mayor solidez. Se utiliza como barómetro inscriptor o barógrafo.
Se basa en las deformaciones que toda variación de la presión
atmosférica ejerce sobre una caja metálica, en la cual
se ha hecho el vacío, y cuya tapadera, ondulada, se aplasta gradualmente
con el aumento de la presión. Las flexiones de este resorte,
que varía con los cambios de presión, son transmitidas
a una aguja, la cual señala sobre un círculo graduado
en mm o mb, la presión del momento.
La graduación de estos barómetros metálicos hay
que confrontarla con la de los barómetros de mercurio, ya que
sus indicaciones pueden sufrir alteraciones debido a las variaciones
de la elasticidad que el metal experimenta.
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Se considera presión normal de 760 mm a 0ºC, al nivel
del mar y a la latitud de 45º.
La unidad es el milibar (mb) que es la presión de 1.000
dinas/cm2.
El bar es 1.000 mb, equivalen a 750 mm de mercurio, o sea un poco
menos de 760 mm a presión normal.
1 bar = 1.000.000 barias
760
mm de mercurio = 1 013 mb
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En el Sistema Internacional , la unidad de presión es el newton
por metro cuadrado, denominado "pascal" (PA), como es una
unidad muy pequeña y para facilitar la transición de un
sistema a otro, se utiliza el "hectopascales" (hPA), es decir,
en centenares de pascales. El hectopascal es idéntico al milibar,
de modo que no requiere mayor esfuerzo admitir dicho cambio en la denominación.
1
hPA = 1mb
| La
presión varía con la altitud |
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La
presión a nivel del mar es de 760 mm pero esta cantidad
va disminuyendo a medida que se asciende sobre la superficie terrestre,
debido a que la masa de aire es menor.
El enrarecimiento progresivo del aire al aumento de la altitud
fue descrito 58 años antes que Pascal por el español
José de Acosta, al atribuir la "sutilidad atmosférica"
al mal de montaña.
Cerca de la superficie terrestre, en las capas más bajas,
la disminución de la presión respecto a la altura
es de aproximadamente 1hPa cada 8 m. Esta relación va disminuyendo
a medida que la altura crece.
La presión atmosférica, en un principio, desciende
bruscamente cuando aumenta la altitud, si ésta no es muy
elevada. Pero, se ha observado que cuando la altura crece en progresión
aritmética, la presión disminuye en progresión
geométrica.
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Esta
variación se expresa matemáticamented diciendo que
la altitud es inversamente proporcional al logaritmo de la presión.
La curva representativa es una rama de hipérbola que sirve
de fundamento para la graduación de los altímetros,
que son aneroides portátiles que llevan una doble escala,
en mm de presión y en m de altitud. Éstos son muy
útiles para trabajos de topografía.
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