Presión Atmosférica
Presión
Atmosférica
Si sobre una mesa se coloca un objeto pesado, el peso de ese cuerpo ejerce sobre la superficie de la mesa una cierta presión. Del mismo modo, aunque el aire no es un material muy pesado, la enorme cantidad de aire atmosférico que existe sobre un punto de la Tierra hace que su peso total sea lo suficientemente grande como para que la presión que ejerce sobre ese punto tenga una gran magnitud.
Ese valor de la presión sobre cualquier punto de la superficie
terrestre, que ejerce toda la masa de aire atmosférico, recibe el nombre de presión
atmosférica.
Algo importante que debemos considerar. Ya vimos, por el ejemplo
inicial, que todo cuerpo genera una presión, pero esta presión que ejerce
depende de su estado (sólido, líquido o gaseoso).
Presión atmosférica: Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre.
Ver video explicativo de la presión atmóferica
Los sólidos generan presión solo hacia abajo. Los líquidos generan
presión hacia todos sus costados y hacia abajo. Y los gases generan presión por
todo su derredor; o sea, hacia arriba, hacia todos sus costados y hacia abajo,
por la propiedad más importante que los caracteriza: tienden a ocupar todo el
espacio que los contiene.
El aire atmosférico pesa
A nivel del mar un litro de aire pesa 1,293 gramos. En un punto
cualquiera la presión atmosférica viene dada por el peso de una columna de aire
cuya base es 1 cm2 y la altura la distancia vertical entre el punto
y el límite de la superficie libre de la atmósfera.
La presión atmosférica normal equivale a la que ejerce a 0º C y a nivel
del mar una columna de mercurio de 76 cm de altura. Ese valor se
toma como unidad práctica de presión y se denomina atmósfera. (Ver Experimentos sobre la presión del aire).
Unidades de Presión
La presión atmosférica se suele expresar en mm
de mercurio (milímetros de mercurio) o torricelli,
diciéndose que la presión normal, a nivel del mar es de 760 mm de Hg. Este
valor se llama también una atmósfera. Sin
embargo, los “hombres del tiempo” suelen utilizar otra unidad para medir la
presión: el milibar.
En cualquiera de las unidades, la 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.
Medición de la presión
Para medir la presión de un fluido se utilizan manómetros. El
tipo más sencillo de manómetro es el de tubo abierto. Se trata de
un tubo en forma de U que contiene un líquido, hallándose uno de sus extremos a
la presión que se desea medir, mientras el otro se encuentra en
comunicación con la atmósfera.
Para la medición de la presión atmosférica se emplea el barómetro,
del que existen diversos tipos. El barómetro de mercurio, inventado por Torricelli, es simplemente un tubo en forma
de U con una rama cerrada en la que se ha hecho el vacío, de manera que la
presión en la parte más elevada de esta rama es nula.
Cuanto pesa la atmósfera
Si estamos sobre el nivel del mar podemos decir
también que estamos en el fondo de un océano de aire. Torricelli
mediría esa presión con un experimento famoso.
Para 1643 había
surgido un problema extraño e interesante. Los mineros usaban bombas para subir
el agua, pero ninguna de las mismas podía elevarla más de 10 metros . ¿Por qué?.
Se creía hasta
entonces que el vacío que producía una bomba hacía elevar el agua por la
cañería, de la misma forma que la mayoría piensa ahora que es la fuerza de
absorción de nuestros pulmones que eleva el líquido en la bombilla del mate.
Pero no hay aspirador, por más potente que sea que eleve más de 10 metros el agua.
Torricelli
hizo el cambio de visión del problema que lograría disipar el misterio. Propuso
que no era la fuerza de la bomba ni del vacío lo que elevaba el agua, sino la
presión atmosférica. Y esta presión tenía un límite, por lo que no conseguiría
subir más que diez metros el nivel de agua en un tubo.
Si estaba en lo
cierto tenía que probarlo. Eligió el líquido más pesado que conocemos, el Mercurio:
13,6 veces la densidad del agua. Si la presión atmosférica elevaba a casi diez
metros el agua (cuya densidad es 1), al mercurio lo elevaría 1/13,5 de esa
altura.
Torricelli
llenó un tubo de 1,80 m
de altura con mercurio, lo tapó y lo dio vuelta sobre un plato con mercurio.
Al destaparlo
la columna de mercurio descendió hasta una altura de 76,2 cm , que era lo
esperado según la hipótesis. Así fue que se midió por primera vez la presión
que ejerce este océano de aire sobre nosotros. El valor de esa presión es de
aproximadamente 1,033 Kg
por centímetro cuadrado.
Sólo en la palma de su mano está recibiendo una fuerza de50 Kg .
Decimos aproximadamente, porque el valor de la presión atmosférica varía hora a
hora y de lugar a lugar. Para estandarizar un poco el asunto se toma un valor
promedio (el que dimos más arriba) y se dice que ese es el valor de una
atmósfera.
Sólo en la palma de su mano está recibiendo una fuerza de
Video expliandoTorriceli
Presión atmosférica y altura
Presión atmosférica y altura
Como la presión atmosférica se debe al peso del aire sobre un cierto
punto de la superficie terrestre, es lógico suponer que cuanto más alto esté el
punto, tanto menor será la presión, ya que también es menor la cantidad de aire
que hay en su cima.
Por ejemplo, en una montaña la cantidad de aire que hay en la parte más
alta es menor que la que hay sobre una playa, debido a la diferencia de nivel.
Tomando como referencia el nivel del mar, donde la presión atmosférica
tiene un valor de 760 mm, se comprueba que, al medir la presión en la cumbre
que se encuentra a unos 1.500 metros sobre el nivel del mar, la presión
atmosférica vale aproximadamente 635 mm; es decir, la presión
disminuye con la altura.
De acuerdo a lo anterior, cuanto mayor sea la altura de la superficie
terrestre respecto al nivel del mar, menor es la presión del aire,
puesto que la columna de vidrio del barómetro que queda por encima también es
menor. Dicho de otro modo:
La presión atmosférica disminuye con la altura
La disminución que experimenta la presión con la altura no es
directamente proporcional puesto que el aire es un fluido que puede comprimirse
mucho, por lo que las masas de aire más próximas al suelo están comprimidas por
el propio peso del aire de las capas superiores y son, por tanto, más densas.
Así, cerca del nivel del mar un pequeño ascenso en altura supone una gran disminución de la presión, mientras que a gran altura hay que ascender mucho más para que la presión disminuya en la misma medida.
Así, cerca del nivel del mar un pequeño ascenso en altura supone una gran disminución de la presión, mientras que a gran altura hay que ascender mucho más para que la presión disminuya en la misma medida.
Efectos de la altura en el organismo
Los efectos de la altura sobre el organismo humano son percibidos
claramente por los montañistas, quienes está propensos a sufrirlos a medida que
ascienden las cumbres.
Algunos de esos síntomas se presentan como cefalea, síntomas
gastrointestinales, debilidad o fatiga, inestabilidad o vértigos, transtornos
del sueño, entre otros.
Según se ha visto, la medida más eficaz ante la aparición de síntomas
del mal de montaña es el descenso a altitudes más bajas, aunque solamente sean
unos cientos de metros.
Ver actividades de cierre de la unidad
Fuentes:
https://www.profesorenlinea.cl/fisica
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