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viernes, 12 de agosto de 2011
DEFINICIONES
Presion atmosferica.
Suponiendo que la atmosfera se mantuviese en equilibrio estatico (toal ausencia de vientos) estaria constituida por capas o estratos variables paulatinamente tanto en composicion quimica como en densidad.
Desde luego, en el estudio de la presion atmosferica no podemos presindir del peso propio, pues este es el que provoca las presiones.
Por un razonamiento al de la presion hidrostatica se veria presiones que crecen con la profundidad (o sea que entre mas cerca a la tierra mayor la presion) y la densidad del aire. Pero en este caso el calculo se complica debido a que la gran compresibilidad del aire, la densidad el mismo varia con la profundidad. Esto nos dice que la presion esta en funcion de la profundida y de la densidad, pero como a su vez la densidad varia con la presion la densidad esta en funcion de la presion. Por tanto la presion esta dada en funsion de la profundidad y la presion.
Como los gases tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene, y el aire atmosferico no tiene en principio, limite espacial, en el sentido vertical ascendente teoricamente la altura y el volumen de la atmosfera deberian ser infinitos (sin tener en cuenta fuerzas siderales diferentes de la gravedad terrestre ni la fuerza debida a la rotacion de la tierra). La atmosfera gira con la tierra por lo tanto esta sometida a la fuerza centrifuga. El limite teorico corresponderia al peso del hidrogeno y la fuerza centrifuga.
Estas bases son teoricas. En la realidad resulta imposible conocer la profundad h desde la superficie libre superior (Ver figura), por lo que no puede expresarse la presion en cualquier punto de la atmosfera, en funcion a dicha profundidad h.
Calculo de la presion atmosferica: experimento de Torricelli Fue este fisico italiano el primero a quien se ocurrio un procedimiento practico para evaluar la cuantia de la presion armosferica. Hizo lo siguiente (ver figura a y b): a nivel del mar, lleno completamente un tubo de aproximadamente 1m de longitud, con mercurio. Tapo con un dedo la unica boca del tubo, dio la vuelta a este, e introdujo tubo y dedo en una cubeta tambien con mercurio. Solto el dedo y observo que el nivel del mercurio dentro del tubo descendia hasta quedarse a 760mm respecto al nivel del mercurio en la cubeta. En su descenso, el mercurio habia producido el vacio absoluto en la parte de arriba del tubo: por tanto en el nivel superior del mercurio dentro del tubo la presion era nula; de valor: 0 (cero). En el nivel exterior de la cubeta la presion atmosferica esta sosteniedo los 760mm de mercurio
Para concer la presion el valor de la presion atmosferica, solo hay que calcular la presion hidrostatica del mercurio, en el plano libre del mercurio en la cubeta. Considerando que la columna es de 760mm de mercurio por tanto la presion atmosferica seria:
p = hy = 0.760m x 13.60ton/m3 = 10.33 ton/m2
donde h es la columna de mercurio e y es el peso especifico del mercurio.
10.33ton/m2 = 1.033km/cm2 = 10.33mca. O sea una columna de agua de 10.33 metros.
Este valor obtenido para la presion atmosferica, es el correspondiente a las llamadas condiciones normales: nivel del mar y 0 grados celcius. Si nos elevamos sobre el nivel del mar, la presion disminuye, por tener encima menor capa de aire. Si la temperatura aumenta aparte de la variacion de densidad del aire, el mercurio se dilata, por lo que habra que corregir. Si hace viento la presion disminuye.
La presion armosferica de un punto o de un lugar suele medirse en mm de mercurio, que representa los mm reales que subiria el mercurio dentro de un tubo Torricelli, en ese lugar:
P[kg/cm2] = 0.00136 (h[mm])
Siendo h los mm de mercurio.
Barometros: Son aparatos para medir la presion atmosferica de un lugar. Un simple barometro puede ser el tubo de torricelli. Para evitar la cubeta puede curvarse el tubo en su parte inferior (verfigura). El manejo de estos barometros es incomodo (salvo en los laboratorios no moviles), por lo que se han ideados los metalicos. Estos consisten en general en una camara cerrada con una lamina metalica delgada, camara en la que se ha producido el vacio. Cuando amenta o disminuye la presion, la lamina se unde o recupera respectivamente, haciendo girar una aguja, que indica la presion atmosferica en una escala previamente graduada.
La diferencia de altura H, en metros, sobre el nivel del mar, entre dos puntos puede calcularse aproximadamente con la formula:
H = 18400 Log[h/h`(1+2(t + t`)/1000)]
siendo h y h` las presiones en mm de mercurio medidas en cada punto; y t y t` las temperaturas centigradas en cada lugar.
Suponiendo que la atmosfera se mantuviese en equilibrio estatico (toal ausencia de vientos) estaria constituida por capas o estratos variables paulatinamente tanto en composicion quimica como en densidad.
Desde luego, en el estudio de la presion atmosferica no podemos presindir del peso propio, pues este es el que provoca las presiones.
Por un razonamiento al de la presion hidrostatica se veria presiones que crecen con la profundidad (o sea que entre mas cerca a la tierra mayor la presion) y la densidad del aire. Pero en este caso el calculo se complica debido a que la gran compresibilidad del aire, la densidad el mismo varia con la profundidad. Esto nos dice que la presion esta en funcion de la profundida y de la densidad, pero como a su vez la densidad varia con la presion la densidad esta en funcion de la presion. Por tanto la presion esta dada en funsion de la profundidad y la presion.
Como los gases tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene, y el aire atmosferico no tiene en principio, limite espacial, en el sentido vertical ascendente teoricamente la altura y el volumen de la atmosfera deberian ser infinitos (sin tener en cuenta fuerzas siderales diferentes de la gravedad terrestre ni la fuerza debida a la rotacion de la tierra). La atmosfera gira con la tierra por lo tanto esta sometida a la fuerza centrifuga. El limite teorico corresponderia al peso del hidrogeno y la fuerza centrifuga.
Estas bases son teoricas. En la realidad resulta imposible conocer la profundad h desde la superficie libre superior (Ver figura), por lo que no puede expresarse la presion en cualquier punto de la atmosfera, en funcion a dicha profundidad h.
Calculo de la presion atmosferica: experimento de Torricelli Fue este fisico italiano el primero a quien se ocurrio un procedimiento practico para evaluar la cuantia de la presion armosferica. Hizo lo siguiente (ver figura a y b): a nivel del mar, lleno completamente un tubo de aproximadamente 1m de longitud, con mercurio. Tapo con un dedo la unica boca del tubo, dio la vuelta a este, e introdujo tubo y dedo en una cubeta tambien con mercurio. Solto el dedo y observo que el nivel del mercurio dentro del tubo descendia hasta quedarse a 760mm respecto al nivel del mercurio en la cubeta. En su descenso, el mercurio habia producido el vacio absoluto en la parte de arriba del tubo: por tanto en el nivel superior del mercurio dentro del tubo la presion era nula; de valor: 0 (cero). En el nivel exterior de la cubeta la presion atmosferica esta sosteniedo los 760mm de mercurio
Para concer la presion el valor de la presion atmosferica, solo hay que calcular la presion hidrostatica del mercurio, en el plano libre del mercurio en la cubeta. Considerando que la columna es de 760mm de mercurio por tanto la presion atmosferica seria:
p = hy = 0.760m x 13.60ton/m3 = 10.33 ton/m2
donde h es la columna de mercurio e y es el peso especifico del mercurio.
10.33ton/m2 = 1.033km/cm2 = 10.33mca. O sea una columna de agua de 10.33 metros.
Este valor obtenido para la presion atmosferica, es el correspondiente a las llamadas condiciones normales: nivel del mar y 0 grados celcius. Si nos elevamos sobre el nivel del mar, la presion disminuye, por tener encima menor capa de aire. Si la temperatura aumenta aparte de la variacion de densidad del aire, el mercurio se dilata, por lo que habra que corregir. Si hace viento la presion disminuye.
La presion armosferica de un punto o de un lugar suele medirse en mm de mercurio, que representa los mm reales que subiria el mercurio dentro de un tubo Torricelli, en ese lugar:
P[kg/cm2] = 0.00136 (h[mm])
Siendo h los mm de mercurio.
Barometros: Son aparatos para medir la presion atmosferica de un lugar. Un simple barometro puede ser el tubo de torricelli. Para evitar la cubeta puede curvarse el tubo en su parte inferior (verfigura). El manejo de estos barometros es incomodo (salvo en los laboratorios no moviles), por lo que se han ideados los metalicos. Estos consisten en general en una camara cerrada con una lamina metalica delgada, camara en la que se ha producido el vacio. Cuando amenta o disminuye la presion, la lamina se unde o recupera respectivamente, haciendo girar una aguja, que indica la presion atmosferica en una escala previamente graduada.
La diferencia de altura H, en metros, sobre el nivel del mar, entre dos puntos puede calcularse aproximadamente con la formula:
H = 18400 Log[h/h`(1+2(t + t`)/1000)]
siendo h y h` las presiones en mm de mercurio medidas en cada punto; y t y t` las temperaturas centigradas en cada lugar.
lunes, 18 de julio de 2011
miércoles, 22 de junio de 2011
" LA PRESION ATMOSFERICA"
La presión atmosférica es la fuerza que el peso de la columna de atmósfera por encima del punto de medición ejerce por unidad de área. La unidad de medición en el sistema métrico decimal es el hectoPascal (hPa) que corresponde a una fuerza de 100 Newton sobre un metro cuadrado de superficie. La variación de la presión con la altura es mucho mayor que la variación horizontal, de modo que para hacer comparables mediciones en lugares distintos, hay que referirlas a un nivel común (usualmente el nivel del mar).
BAROMETRO DE MERCURIO (Hg)
Lo que se mide es la altura de una columna de mercurio cuyo peso es compensado por la presión de la atmósfera. El modelo más frecuente (barómetro Fortin) está constituido por un tubo de vidrio cuyo extremo superior está sellado. El tubo se llena de mercurio, y luego se invierte, con el extremo inferior colocado en un recipiente con mercurio. La diferencia entre los niveles del mercurio en el interior del tubo y en el recipiente inferior corresponde a la presión atmosférica y normalmente se expresa en milímetros. A continuación se indica su correspondencia con otras unidades de presión.
1 mm de mercurio (a 0°C) = 1.332 hPa
1 hPa = 1 milibar (mb)
1 atmósfera estándar = 1013.25 hPa
Radiosonda antigua
BAROMETRO ANEROIDE
Está constituido por una cámara en cuyo interior se ha hecho el vacío. Una de las paredes de la cámara actúa como un diafragma que se deforma en respuesta a los cambios de presión exterior Es frecuente que se coloquen varias cámaras en series para amplificar la señal. En la figura adjunta, se observa un sensor de presión de este tipo en una radiosonda antigua.
HIPSOMETRO
Este instrumento se basa en el hecho que la temperatura de ebullición de un cierto líquido depende de la presión atmosférica. El aparato de medición incluye una pequeña cámara que contiene un fluido y un calefactor que lo mantiene en ebullición. La cámara se extiende hacia arriba en forma de una columna en cuyas paredes se produce la condensación, lo cual permite recuperar el fluido hacia la cámara inferior. Mediante un sensor especial se mide la temperatura de ebullición. Esta técnica de medición de presión se utiliza en algunos sistemasde radiosondeos (por ejemplo en el Servicio Meteorológico de Suiza)
Historia
El experimento Torricelli con un tubo y mercurio.
En la antigüedad estaban lejos de sospechar el peso del aire. Lo consideraban como un cuerpo que por su naturaleza tendía a elevarse; explicándose la ascensión de los líquidos en las bombas por el horror vacui, "horror al vacío", que tiene la naturaleza.
Cuando los jardineros de Florencia quisieron elevar el agua aspirando con una bomba de hélice, apreciaron que no podían superar la altura de 10,33 m (cerca de 34 pies). Consultado Galileo, determinó éste que el horror de la naturaleza al vacío se limitaba con una fuerza equivalente al peso de 10,33 m de agua (lo que viene a ser 1 atm de presión), y denominó a dicha altura altezza limitatíssima.
En 1643, Torricelli tomó un tubo de vidrio de un metro de longitud y lo llenó de "plata viva" (mercurio). Manteniendo el tubo cerrado con el dedo, lo invirtió e introdujo en una vasija con mercurio. Al retirar el dedo comprobó que el metal descendía hasta formar una columna cuya altura era 13,6 veces menor que la que se obtenía al realizar el experimento con agua. Como sabía que el mercurio era 13,6 veces más pesado que el agua, dedujo que ambas columnas de líquido soportaban el mismo contrapeso, sospechando que sólo el aire era capaz de realizar dicha fuerza.
Luego de la temprana muerte de Torricelli, llegaron sus experimentos a oídos de Pascal, a través del Padre Mersenne que los dio a conocer por medio de un tratado, actualmente depositado en París.[cita requerida] Aunque aceptando inicialmente la teoría del horror al vacío, no tardó Pascal en cambiar de idea al observar los resultados de los experimentos que realizó. Empleando un tubo encorvado y usándolo de forma que la atmósfera no tuviera ninguna influencia sobre el líquido, observó que las columnas llegaban al mismo nivel. Sin embargo, cuando permitía la acción de la atmósfera, el nivel variaba.
Estos resultados le indujeron a abordar el experimento definitivo, consistente en transportar el barómetro a distintas altitudes y comprobar si era realmente el peso del aire el que determinaba la ascensión del líquido en el tubo. Al escribir a Perier, uno de sus parientes, el 15 de noviembre de 1647 acerca del experimento proyectado, decía:
Si sucede que la altura de la plata viva es menor en lo alto de la montaña, que abajo, se deducirá necesariamente que la gravedad y presión del aire son la única causa de esta suspensión de la plata viva, y no el horror al vacío, porque es verdad que hay mucho más aire que pese al pie de la montaña que en su vértice.
El 19 de septiembre de 1648, Pelier cumplió el deseo de su cuñado, y realizó el experimento ascendiendo a la cima del Puy-de-Dôme. Comparando la medida realizada en la cima, situada a una altura de 500 toesas (cerca de 1000 m), con la de base, tomada por el padre Chastin, hallaron una diferencia de tres líneas y media entre ambas. La idea del horror vacui quedó definitivamente abandonada: el aire pesaba.
Sin dudar del mérito de la realización del experimento, fue sin embargo Descartes quien, en carta escrita en 1631, 12 años antes del experimento de Torricelli, afirmaba ya que
El aire es pesado, se le puede comparar a un vasto manto de lana que envuelve la Tierra hasta más allá de las nubes; el peso de esta lana comprime la superficie del mercurio en la cuba, impidiendo que descienda la columna mercurial.
No obstante, el concepto de presión atmosférica no empezó a extenderse hasta la demostración, en 1654, del burgomaestre e inventor Otto von Guericke quien, con sus hemisferios de Magdeburgo, cautivó al público y a personajes ilustres de la época
La presión atmosférica es el peso de una columna de aire en un punto dado de la superficie del planeta. Este peso ejerce una presión sobre este punto de la superficie, ya sea terrestre o marina. Si el peso de la columna disminuye, también lo hace la presión, y viceversa. Si aumenta el número de moléculas del aire en una superficie, habrá más moléculas para ejercer fuerza sobre esa superficie, con el consecuente aumento de la presión. Lo mismo pasa al contrario, menos moléculas equivale a menos presión.
Sobre el mapa.
La diferencia de presión entre dos puntos se llama gradiente de presión En los mapas del tiempo, se unen puntos de igual presión para trazar los anticiclones y las depresiones. En la nomenclatura anglosajona, en los mapas del tiempo, un anticiclón se representa con la letra H, de heavy (pesado), y una depresión con la letra L, de light (ligero). Así pues, en un anticiclón el aire pesará más que en una depresión, por eso se denominan altas presiones a los anticiclones y bajas presiones a las depresiones.
¿Cómo se mide?
Para medir la presión atmosférica, se usa el barómetro. En meteorología se usa como unidad de medida de la presión atmosférica el hectoPascal (hPa).La presión normal sobre a nivel del mar son 1013,2 hPa.
Datos curiosos:
-La presión atmosférica más alta registrada en la tierra fue de 1083,8 hPa, el 31 de diciembre de 1968, en Agata, al noroeste de Siberia (263 m)
-La más baja se registró en el tifón Tip, en el Pacífico nordoccidental, el 12 de octubre de 1979. El valor registrado fue de 870 hPa.
PUBLICADO POR:
http://www.atmosfera.cl/HTML/antiguo/TEMAS/INSTRUMENTACION/INSTR1.htm
BAROMETRO DE MERCURIO (Hg)
Lo que se mide es la altura de una columna de mercurio cuyo peso es compensado por la presión de la atmósfera. El modelo más frecuente (barómetro Fortin) está constituido por un tubo de vidrio cuyo extremo superior está sellado. El tubo se llena de mercurio, y luego se invierte, con el extremo inferior colocado en un recipiente con mercurio. La diferencia entre los niveles del mercurio en el interior del tubo y en el recipiente inferior corresponde a la presión atmosférica y normalmente se expresa en milímetros. A continuación se indica su correspondencia con otras unidades de presión.
1 mm de mercurio (a 0°C) = 1.332 hPa
1 hPa = 1 milibar (mb)
1 atmósfera estándar = 1013.25 hPa
Radiosonda antigua
BAROMETRO ANEROIDE
Está constituido por una cámara en cuyo interior se ha hecho el vacío. Una de las paredes de la cámara actúa como un diafragma que se deforma en respuesta a los cambios de presión exterior Es frecuente que se coloquen varias cámaras en series para amplificar la señal. En la figura adjunta, se observa un sensor de presión de este tipo en una radiosonda antigua.
HIPSOMETRO
Este instrumento se basa en el hecho que la temperatura de ebullición de un cierto líquido depende de la presión atmosférica. El aparato de medición incluye una pequeña cámara que contiene un fluido y un calefactor que lo mantiene en ebullición. La cámara se extiende hacia arriba en forma de una columna en cuyas paredes se produce la condensación, lo cual permite recuperar el fluido hacia la cámara inferior. Mediante un sensor especial se mide la temperatura de ebullición. Esta técnica de medición de presión se utiliza en algunos sistemasde radiosondeos (por ejemplo en el Servicio Meteorológico de Suiza)
Historia
El experimento Torricelli con un tubo y mercurio.
En la antigüedad estaban lejos de sospechar el peso del aire. Lo consideraban como un cuerpo que por su naturaleza tendía a elevarse; explicándose la ascensión de los líquidos en las bombas por el horror vacui, "horror al vacío", que tiene la naturaleza.
Cuando los jardineros de Florencia quisieron elevar el agua aspirando con una bomba de hélice, apreciaron que no podían superar la altura de 10,33 m (cerca de 34 pies). Consultado Galileo, determinó éste que el horror de la naturaleza al vacío se limitaba con una fuerza equivalente al peso de 10,33 m de agua (lo que viene a ser 1 atm de presión), y denominó a dicha altura altezza limitatíssima.
En 1643, Torricelli tomó un tubo de vidrio de un metro de longitud y lo llenó de "plata viva" (mercurio). Manteniendo el tubo cerrado con el dedo, lo invirtió e introdujo en una vasija con mercurio. Al retirar el dedo comprobó que el metal descendía hasta formar una columna cuya altura era 13,6 veces menor que la que se obtenía al realizar el experimento con agua. Como sabía que el mercurio era 13,6 veces más pesado que el agua, dedujo que ambas columnas de líquido soportaban el mismo contrapeso, sospechando que sólo el aire era capaz de realizar dicha fuerza.
Luego de la temprana muerte de Torricelli, llegaron sus experimentos a oídos de Pascal, a través del Padre Mersenne que los dio a conocer por medio de un tratado, actualmente depositado en París.[cita requerida] Aunque aceptando inicialmente la teoría del horror al vacío, no tardó Pascal en cambiar de idea al observar los resultados de los experimentos que realizó. Empleando un tubo encorvado y usándolo de forma que la atmósfera no tuviera ninguna influencia sobre el líquido, observó que las columnas llegaban al mismo nivel. Sin embargo, cuando permitía la acción de la atmósfera, el nivel variaba.
Estos resultados le indujeron a abordar el experimento definitivo, consistente en transportar el barómetro a distintas altitudes y comprobar si era realmente el peso del aire el que determinaba la ascensión del líquido en el tubo. Al escribir a Perier, uno de sus parientes, el 15 de noviembre de 1647 acerca del experimento proyectado, decía:
Si sucede que la altura de la plata viva es menor en lo alto de la montaña, que abajo, se deducirá necesariamente que la gravedad y presión del aire son la única causa de esta suspensión de la plata viva, y no el horror al vacío, porque es verdad que hay mucho más aire que pese al pie de la montaña que en su vértice.
El 19 de septiembre de 1648, Pelier cumplió el deseo de su cuñado, y realizó el experimento ascendiendo a la cima del Puy-de-Dôme. Comparando la medida realizada en la cima, situada a una altura de 500 toesas (cerca de 1000 m), con la de base, tomada por el padre Chastin, hallaron una diferencia de tres líneas y media entre ambas. La idea del horror vacui quedó definitivamente abandonada: el aire pesaba.
Sin dudar del mérito de la realización del experimento, fue sin embargo Descartes quien, en carta escrita en 1631, 12 años antes del experimento de Torricelli, afirmaba ya que
El aire es pesado, se le puede comparar a un vasto manto de lana que envuelve la Tierra hasta más allá de las nubes; el peso de esta lana comprime la superficie del mercurio en la cuba, impidiendo que descienda la columna mercurial.
No obstante, el concepto de presión atmosférica no empezó a extenderse hasta la demostración, en 1654, del burgomaestre e inventor Otto von Guericke quien, con sus hemisferios de Magdeburgo, cautivó al público y a personajes ilustres de la época
La presión atmosférica es el peso de una columna de aire en un punto dado de la superficie del planeta. Este peso ejerce una presión sobre este punto de la superficie, ya sea terrestre o marina. Si el peso de la columna disminuye, también lo hace la presión, y viceversa. Si aumenta el número de moléculas del aire en una superficie, habrá más moléculas para ejercer fuerza sobre esa superficie, con el consecuente aumento de la presión. Lo mismo pasa al contrario, menos moléculas equivale a menos presión.
Sobre el mapa.
La diferencia de presión entre dos puntos se llama gradiente de presión En los mapas del tiempo, se unen puntos de igual presión para trazar los anticiclones y las depresiones. En la nomenclatura anglosajona, en los mapas del tiempo, un anticiclón se representa con la letra H, de heavy (pesado), y una depresión con la letra L, de light (ligero). Así pues, en un anticiclón el aire pesará más que en una depresión, por eso se denominan altas presiones a los anticiclones y bajas presiones a las depresiones.
¿Cómo se mide?
Para medir la presión atmosférica, se usa el barómetro. En meteorología se usa como unidad de medida de la presión atmosférica el hectoPascal (hPa).La presión normal sobre a nivel del mar son 1013,2 hPa.
Datos curiosos:
-La presión atmosférica más alta registrada en la tierra fue de 1083,8 hPa, el 31 de diciembre de 1968, en Agata, al noroeste de Siberia (263 m)
-La más baja se registró en el tifón Tip, en el Pacífico nordoccidental, el 12 de octubre de 1979. El valor registrado fue de 870 hPa.
PUBLICADO POR:
http://www.atmosfera.cl/HTML/antiguo/TEMAS/INSTRUMENTACION/INSTR1.htm
lunes, 20 de junio de 2011
LA PRESION ATMOSFERICA
La caricatura ilustra "el peso de la atmósfera" |
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.
Presión atmosférica: Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre. |
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).
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.
La existencia de la presión atmosférica es evidente, por ejemplo, cuando se utiliza una ventosa: al comprimirla contra el vidrio eliminando el aire de su interior al soltarla recobra su forma, pero ahora la presión atmosférica la mantiene apretada contra la superficie del vidrio.
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)
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.
Presión atmosférica y altura
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.
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.
lunes, 30 de mayo de 2011
LA PRESION ATMOSFERICA
La presión atmosférica en un punto coincide numéricamente con el peso de una columna estática de aire de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye conforme aumenta la altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variación de la densidad del aire ρ en función de la altitud z o de la presión p. Por ello, no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre la superficie terrestre; por el contrario, es muy fácil medirla.
La presión atmosférica en un lugar determinado experimenta variaciones asociadas con los cambios meteorologicos. Por otra parte, en un lugar determinado, la presión atmosférica disminuye con la altitud, como se ha dicho. La presión atmosférica decrece a razón de 1 mmHg o Torr por cada 10 m de elevación en los niveles próximos al del mar. En la práctica se utilizan unos instrumentos, llamados alimetros, que son simples barometros aneroides calibrados en alturas; estos instrumentos no son muy precisos.
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