domingo, 5 de febrero de 2012

SEGUNDO AÑO: PRESION ATMOSFERICA


Realiza la siguiente experiencia
Llena hasta la mitad un vaso con agua
Coloca un pedazo de papel sobra la boca del vaso
Invierte rápidamente el vaso
Escribe una hipótesis que explique por qué no se derrama el agua
PRESION ATMOSFERICA
La tierra está rodeada por una capa de gases que recibe el nombre de atmósfera. La densidad de la atmósfera disminuye a medida que se asciende y a grandes alturas es prácticamente nula.
El peso de gases que componen la atmósfera producen, sobre los cuerpos inmersos en ella, una presión que se denomina presión atmosférica. La presión atmosférica alcanza su máximo valor al nivel del mar y va disminuyendo progresivamente a medida que ascendemos. Así, por ejemplo, la presión atmosférica en el puerto de La Libertad es superior a la existente en San Salvador. La presión atmosférica se ejerce  en todas la direcciones; por eso sus efectos e compensan y no nos sentimos aplastados por ella.
La presión atmosférica es la presión ejercida por el aire atmosférico en cualquier punto de la atmósfera. Normalmente se refiere a la presión atmosférica terrestre, pero el término es generalizable a la atmósfera de cualquier planeta o satélite.
La presión atmosférica en un punto representa el peso de una columna de aire de área de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye cuando nos elevamos, no podemos calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar 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 meteorológicos. Por otra parte, en un lugar determinado, la presión atmosférica disminuye con la altitud, a causa de que el peso total de la atmósfera por encima de un punto disminuye cuando nos elevamos. 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 se utilizan unos instrumentos, llamados altímetros, que son simples barómetros aneroides calibrados en alturas; estos instrumentos no son muy precisos.
La presión atmosférica estándar, 1 atmósfera, fue definida como la presión atmosférica media al nivel del mar que se adoptó como exactamente 101 325 Pa o 760 Torr. Sin embargo, a partir de 1982, la IUPAC recomendó que para propósitos de especificar las propiedades físicas de las sustancias "el estándar de presión" debiera definirse como exactamente 100 kPa o (≈750.062 Torr). Aparte de ser un número redondo, este cambio tiene una ventaja práctica porque 100 kPa equivalen a una altitud aproximada de 112 metros, que está cercana al promedio de 194 m de de la población mundial.
MEDIDA DE LA PRESION ATMOSFERICA
La primera experiencia que permitió conocer el valor de la presión atmosférica fue realizada por el científico italiano Evangelista Torricelli en 1643. Torricelli lleno con mercurio un tubo de vidrio de un metro de longitud, cerrado en uno de sus extremos y lo introdujo por su extremo abierto en una cubeta que también contenía mercurio tras hacer esto, Torricelli comprobó que el nivel de mercurio del tubo no bajaba del todo, sino que se situaba exactamente 760 mm por encima del nivel de la cubeta.
Descripción: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a8/Torricelli-Mercury-Tube.png
Esto se debe a que la presión atmosférica ejerce una fuerza sobre la superficie del mercurio de la cubeta, y esta fuerza equilibra el peso de la columna líquida del tubo. Si ese experimento se hubiese realizado en otro lugar situado por encima del nivel del mar, la longitud de la columna de mercurio del tubo hubiera sido menor, ya que la presión atmosférica disminuye con la altura. Por tanto, la longitud de la columna de mercurio puede darnos una medida del valor de la presión atmosférica de un lugar, y por eso, dicha presión puede medirse en milímetros de mercurio (mm hg).
OTRAS UNIDADES DE LA PRESION ATMOSFERICA
Además del milímetro de mercurio, es usual utilizar otras dos unidades para medir la presión atmosférica: la atmósfera estándar y el milibar. La atmósfera estándar (atm) es la presión que ejerce una columna de mercurio de 760 mm de altura.
Teniendo en cuenta que la densidad del mercurio es de 13600 kg/m3, que la aceleraciòn de la gravedad es 9.8 m/s2 y que 760 mm son 0.76 m, si aplicamos la ecuación fundamental de la hidrostática (P=ρ.g.h) obtenemos las siguientes unidades
1 atm = 0.76 m x 13600 kg/m3 x 9.8 m/s2 = 101202.8 Pa  es decir
1 atm = 101202.8 Pa 
 
 



El milibar (mb) es una unidad muy utilizada en meteorología y equivale a 100 Pa; es decir
1 atm = 1013 mb
 
 


OTROS INSTRUMENTOS PARA MEDIR LA PRESION ATMOSFERICA
Barómetro, instrumento para medir la presión atmosférica, es decir, la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmósfera. Como en cualquier fluido esta fuerza se transmite por igual en todas las direcciones. La forma más fácil de medir la presión atmosférica es observar la altura de una columna de líquido cuyo peso compense exactamente el peso de la atmósfera. Un barómetro de agua sería demasiado alto para resultar cómodo. El mercurio, sin embargo, es 13,6 veces más denso que el agua, y la columna de mercurio sostenida por la presión atmosférica normal tiene una altura de sólo 760 milímetros.
Un barómetro de mercurio ordinario está formado por un tubo de vidrio de unos 850 mm de altura, cerrado por el extremo superior y abierto por el inferior. Cuando el tubo se llena de mercurio y se coloca el extremo abierto en un recipiente lleno del mismo líquido, el nivel del tubo cae hasta una altura de unos 760 mm por encima del nivel del recipiente y deja un vacío casi perfecto en la parte superior del tubo. Las variaciones de la presión atmosférica hacen que el líquido del tubo suba o baje ligeramente; al nivel del mar no suele caer por debajo de los 737 mm ni subir más de 775 mm. Cuando el nivel de mercurio se lee con una escala graduada denominada nonius y se efectúan las correcciones oportunas según la altitud y la latitud (debido al cambio de la gravedad efectiva), la temperatura (debido a la dilatación o contracción del mercurio) y el diámetro del tubo (por los efectos de capilaridad), la lectura de un barómetro de mercurio puede tener una precisión de hasta 0,1 milímetros.
Un barómetro más cómodo (y casi tan preciso) es el llamado barómetro aneroide, en el que la presión atmosférica deforma la pared elástica de un cilindro en el que se ha hecho un vacío parcial, lo que a su vez mueve una aguja. A menudo se emplean como altímetros (instrumentos para medir la altitud) barómetros aneroides de características adecuadas, ya que la presión disminuye rápidamente al aumentar la altitud.
Para predecir el tiempo es imprescindible averiguar el tamaño, forma y movimiento de las masas de aire continentales; esto puede lograrse realizando observaciones barométricas simultáneas en una serie de puntos distintos. El barómetro es la base de todos los pronósticos meteorológicos.
Responde correctamente
1. ¿cómo varía la presión atmosférica en relación a la altura?
2. ¿Qué diferencia hay entre presión atmosférica y presión hidrostática?
3. ¿Cómo puede afectar la presión atmosférica a la presión sanguínea?
Determina cuál es la altura mínima que debe tener un tubo para poder realizar con agua, en vez de mercurio, la experiencia de Torricelli.
-presión
-barómetro
-meteorología

No hay comentarios:

Publicar un comentario