Presión atmosférica

Barómetro aneroide, un instrumento para medir la presión at-mosférica.

La presión atmosférica es la fuerza por unidad de su-perficie que ejerce el aire sobre la superficie terrestre.La presión atmosférica en un punto coincide numérica-mente con el peso de una columna estática de aire de sec-ción recta unitaria que se extiende desde ese punto hastael límite superior de la atmósfera. Como la densidad delaire disminuye conforme aumenta la altura, no se puedecalcular ese peso a menos que seamos capaces de expre-sar la variación de la densidad del aire ρ en función de laaltitud z o de la presión p. Por ello, no resulta fácil hacerun cálculo exacto de la presión atmosférica sobre un lu-gar de la superficie terrestre. Además tanto la temperaturacomo la presión del aire están variando continuamente, enuna escala temporal como espacial, dificultando el cálcu-lo. Se puede obtener una medida de la presión atmosfé-rica en un lugar determinado pero de ella no se puedensacar muchas conclusiones; sin embargo, la variación dedicha presión a lo largo del tiempo, permite obtener unainformación útil que, unida a otros datos meteorológicos(temperatura atmosférica, humedad y vientos) puede daruna imagen bastante acertada del tiempo atmosférico endicho lugar e incluso un pronóstico a corto plazo del mis-mo.La presión atmosférica en un lugar determinadoexperimenta variaciones asociadas con los cambiosmeteorológicos. Por otra parte, en un lugar determinado,la presión atmosférica disminuye con la altitud, comose ha dicho. La presión atmosférica decrece a razón

de 1 mmHg o Torr por cada 10 m de elevación en losniveles próximos al del mar. En la práctica se utilizanunos instrumentos, llamados altímetros, que son sim-ples barómetros aneroides calibrados en alturas; estosinstrumentos no son muy precisos.La presión atmosférica también varía según la latitud. Lamenor presión atmosférica al nivel del mar se alcanza enlas latitudes ecuatoriales. Ello se debe al abombamien-to ecuatorial de la Tierra: la litósfera está abultada en elecuador terrestre, mientras que la hidrósfera está aún másabultada por lo que las costas de la zona ecuatorial se en-cuentran varios km más alejadas del centro de la Tierraque en las zonas templadas y, especialmente, en las zo-nas polares. Y, debido a su menor densidad, la atmósferaestá mucho más abultada en el ecuador terrestre que lahidrósfera, por lo que su espesor es mucho mayor que elque tiene en las zonas templadas y polares. Por ello, lazona ecuatorial es el dominio permanente de bajas pre-siones atmosféricas por razones dinámicas derivadas dela rotación terrestre. También por ello, la temperatura at-mosférica disminuye un grado por cada 154 m de altitud,mientras que en la zona intertropical esta cifra alcanzaunos 180 m de altitud.La presión atmosférica normalizada, 1 atmósfera, fue de-finida como la presión atmosférica media al nivel del marque se adoptó como exactamente 101 325 Pa o 760 Torr.Sin embargo, a partir de 1982, la IUPAC recomendó quesi se trata de especificar las propiedades físicas de lassustancias la "presión normalizada" debía definirse comoexactamente 100 kPa o (≈750,062 Torr). Aparte de serun número redondo, este cambio tiene una ventaja prác-tica porque 100 kPa equivalen a una altitud aproximadade 112 metros, que está cercana al promedio de 194 mde la población mundial.[1]

1 Historia

En la antigüedad estaban lejos de sospechar el pesodel aire. Lo consideraban como un cuerpo que por sunaturaleza tendía a elevarse; explicándose la ascensión delos líquidos en las bombas por el horror vacui, «horror alvacío», que tiene la naturaleza.Cuando unos jardineros italianos quisieron elevar aguaaspirando con una bomba de hélice, apreciaron que nopodían superar la altura de 10,33 m (cerca de 34 pies).Consultado Galileo, determinó éste que el horror de lanaturaleza al vacío se limitaba con una fuerza equivalen-

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2 3 ESTABILIDAD E INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA

te al peso de 10,33 m de agua (lo que viene a ser 1 atm depresión), y denominó a dicha altura altezza limitatíssima.En 1643, Torricelli tomó un tubo de vidrio de un metrode longitud y lo llenó de «plata viva» (mercurio). Mante-niendo el tubo cerrado con el dedo, lo invirtió e introdujoen una vasija con mercurio. Al retirar el dedo comprobóque el metal descendía hasta formar una columna cuyaaltura era 13,6 veces menor que la que se obtenía al reali-zar el experimento con agua. Como sabía que el mercurioera 13,6 veces más pesado que el agua, dedujo que am-bas columnas de líquido soportaban el mismo contrapeso,sospechando que solo el aire era capaz de realizar dichafuerza.Luego de la temprana muerte de Torricelli, llegaronsus experimentos a oídos de Pascal, a través del PadreMersenne que los dio a conocer por medio de un trata-do, actualmente depositado en París.[cita requerida] Aunqueaceptando inicialmente la teoría del horror al vacío, notardó Pascal en cambiar de idea al observar los resulta-dos de los experimentos que realizó. Empleando un tu-bo curvado y usándolo de forma que la atmósfera no tu-viera ninguna influencia sobre el líquido, observó que lascolumnas llegaban al mismo nivel. Sin embargo, cuandopermitía la acción de la atmósfera en uno de los ramales,el nivel variaba.Estos resultados le indujeron a abordar el experimentodefinitivo, consistente en transportar el barómetro a dis-tintas altitudes y comprobar si era realmente el peso delaire el que determinaba la ascensión del líquido en el tu-bo. Al escribir a Perier, uno de sus parientes, el 15 denoviembre de 1647 acerca del experimento proyectado,decía:

Si sucede que la altura de la plata viva esmenor en lo alto de la montaña que abajo,se deducirá necesariamente que la gravedad ypresión del aire son la única causa de esta sus-pensión de la plata viva, y no el horror al vacío,porque es verdad que hay mucho más aire quepese al pie de la montaña que en su vértice.

El 19 de septiembre de 1648, Pelier cumplió el deseo desu cuñado y realizó el experimento ascendiendo a la cimadel Puy-de-Dôme. Comparando la medida realizada en lacima, situada a una altura de 500 toesas (cerca de 1000m), con la de base, tomada por el padre Chastin, halla-ron una diferencia de tres líneas y media entre ambas. Laidea del horror vacui quedó definitivamente abandonada:el aire pesaba.Sin dudar del mérito de la realización del experimento, sinembargo Descartes fue quien, en carta escrita en 1638, 12años antes del experimento de Torricelli, afirmaba ya que:

El aire es pesado, se lo puede comparar aun vasto manto de lana que envuelve la Tierrahasta más allá de las nubes; el peso de esta lana

comprime la superficie del mercurio en la cu-ba, impidiendo que descienda la columna mer-curial.

No obstante, el concepto de presión atmosférica no empe-zó a extenderse hasta la demostración, en 1654, del bur-gomaestre e inventor Otto von Guericke quien, con sushemisferios de Magdeburgo, cautivó al público y a per-sonajes ilustres de la época.

2 Presión atmosférica y altura

La altura modifica tanto la temperatura como la presiónatmosféricas al modificarse la densidad del aire. El fenó-meno es muy sencillo: el aire se calienta en contacto conla superficie terrestre, tanto en la parte sólida como en lasuperficie de los océanos y mares, especialmente, en esteúltimo caso. Al calentarse el aire se eleva porque dismi-nuye de densidad y por lo tanto, de presión y asciendehasta equilibrarse la densidad de la columna ascendentedel aire con su entorno a un nivel superior. Sin embargo,la comprensión de este proceso es mucho más compleja,ya que las variaciones de la presión no varían exclusiva-mente con la altura sino con otros factores como son lamayor o menor humedad y con la latitud, que modificasustancialmente el mayor o menor espesor de la atmós-fera por razones dinámicas: este espesor es máximo enla zona ecuatorial debido a la fuerza centrífuga de la ro-tación terrestre en dicha zona y, por ende, menor en lospolos. La relación entre densidad del aire y la altura dioorigen al invento del altímetro, que no es sino un baró-metro aneroide graduado en metros de altitud en lugarde unidades de presión atmosférica. Pronto se vio que altrasladar el altímetro a lo largo de un meridiano tambiénvariaba la presión atmosférica, incluso aunque nos encon-trásemos siempre al nivel del mar. La conclusión lógicaera que la altura del nivel del mar varía según la latitud,siendo mayor la altura (y por lo tanto, menor la presión), alo largo del ecuador terrestre, que forma la circunferenciaterrestre formada por los puntos más alejados del centrode la tierra señalando con ello lo que se conoce como elabultamiento ecuatorial de nuestro planeta.

3 Estabilidad e inestabilidad at-mosférica

Cuando el aire está frío, desciende, haciendo aumentarla presión y provocando estabilidad barométrica o anti-ciclónica: se forma así una zona de calmas, es decir, sinvientos, ya que el aire frío y pesado que desciende lenta-mente se va expandiendo en sentido circular y comien-za a girar casi imperceptiblemente en sentido antihorarioen el hemisferio norte y horario en el hemisferio sur. Seforma, entonces, un anticiclón. Cuando el aire está ca-

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liente, asciende, haciendo bajar la presión y provocandoinestabilidad. Se forma así un ciclón o borrasca.Además, el aire frío y el cálido no se mezclan de manerainmediata, debido a la diferencia de densidades; y cuandose encuentran en superficie, el aire frío empuja hacia arri-ba al aire caliente provocando un descenso de la presióne inestabilidad, por causas dinámicas. Se forma entoncesun ciclón, o borrasca dinámica. Esta zona de contacto esla que se conoce como frente.

4 Véase también• Unidades de medida de presión y sus factores deconversión

• Diatermancia

• Dinámica atmosférica

• Meteorología

• Isolínea

• Isobara

• Manoscopio

• Aire

5 Referencias[1] «Standard Pressure IUPAC.org, Gold Book,» (en inglés).

Consultado el 14/01/2008.

6 Bibliografía• Ortega, Manuel R. (1989-2006). Lecciones de Fí-sica (4 volúmenes). Monytex. ISBN 84-404-4290-4,ISBN 84-398-9218-7, ISBN 84-398-9219-5, ISBN 84-604-4445-7.

• Resnick, Robert & Halliday, David (2004). Física4ª. CECSA, México. ISBN 970-24-0257-3.

• Tipler, Paul A. (2000). Física para la ciencia y latecnología (2 volúmenes). Barcelona: Ed. Reverté.ISBN 84-291-4382-3.

7 Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga contenido multi-media sobre Presión atmosféricaCommons.

El experimento de Torricelli con un tubo y mercurio.

4 7 ENLACES EXTERNOS

Barómetro de mercurio, como el empleado por Pascal paramedirla presión atmosférica

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8 Text and image sources, contributors, and licenses

8.1 Text• Presión atmosférica Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n%20atmosf%C3%A9rica?oldid=80101197 Colaboradores: Jo-seaperez, Oblongo, Sabbut, Moriel, JorgeGG, SpeedyGonzalez, Lourdes Cardenal, Mdiagom, Renato Caniatti, Sanbec, Interwiki, Dodo,Crescent Moon, Triku, Ascánder, Sms, Cookie, Franciscomesa, Tano4595, Sfloresuy, El Moska, Enric Naval, Joselarrucea, PeiT, Ron-dador, Renabot, Richy, Maose, Iluntasun, Spangineer, Xuankar, Edub, Taichi, Rembiapo pohyiete (bot), Magister Mathematicae, Flexar,Halcón, Orgullobot, Superzerocool, Chobot, Jomra, Yrbot, Oscar ., .Sergio, Ojota, Echani, Equi, Lobillo, Txo, Banfield, Villa, Milestones,Ppja, Maldoror, Tabeissan, Javierdekai, Tuncket, Axxgreazz, Tamorlan, Fev, BOTpolicia, Gizmo II, CEM-bot, Fedaro, Laura Fiorucci,Retama, Baiji, Rosarinagazo, Antur, Gafotas, FrancoGG, Ggenellina, Alvaro qc, Xabier, Mahadeva, Botones, Cratón, Isha, JAnDbot, Jugo-nes55, Kved, Muro de Aguas, Alonsorgaz, Gsrdzl, CommonsDelinker, TXiKiBoT, Hidoy kukyo, Chispis, Millars, Humberto, Netito777,Algarabia, Fixertool, Nioger, Chabbot, Pólux, Odraude160, VolkovBot, Urdangaray, Jurock, XinuXano, Technopat, Matdrodes, House,BlackBeast, AlleborgoBot, Muro Bot, Edmenb, Amirapuato, SieBot, Mel 23, Izmir2, Greek, WikiBotas, BuenaGente, Aleposta, Mafores,PipepBot, Idleloop, Héctor Guido Calvo, Tirithel, Jarisleif, Antón Francho, Quijav, Eduardosalg, Leonpolanco, Pan con queso, Petruss,Poco a poco, PetrohsW, Açipni-Lovrij, Camilo, UA31, Tosiani, AVBOT, Elliniká, David0811, MastiBot, BengoaBot, Ginosbot, Espartera,SpBot, Diegusjaimes, Davidgutierrezalvarez, Arjuno3, Gohenegas, Lampsako, Luckas-bot, Amirobot, Jotterbot, Vic Fede, Rodelar, Super-Braulio13, Ortisa, Manuelt15, Xqbot, Jkbw, Ricardogpn, Antonio V. G., Botarel, Rojasyesid, Panderine!, Googolplanck, TobeBot, Héroedel ruido, PatruBOT, CVBOT, Angelito7, Gustavo Girardelli, Ripchip Bot, Foundling, GrouchoBot, Axvolution, AVIADOR, HRoestBot,Jcaraballo, ChuispastonBot, MadriCR, Waka Waka, WikitanvirBot, Oreodesanta, Antonorsi, TeleMania, Rodrikmillan, AvocatoBot, Tra-velour, *laktik*, Ooperdrooo, Pepesimon, Acratta, Minsbot, Vetranio, LlamaAl, Asqueladd, Sasukemo, Helmy oved, Skull2323, 2rombos,Syum90, Legobot, TheJoker, Balles2601, Gaby121620, Pota al reves, Franvaor, Milestones1, JuliánDelRusso, Carmencita48, Brandonsdfh,Jarould, Mecachelo, Eljuaneitor y Anónimos: 448

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