La presión atmosférica es la fuerza con la que nos afecta el aire que nos rodea, es decir, la atmósfera. El artículo presentará experimentos durante los cuales nos aseguraremos de que la presión del aire realmente exista. Descubriremos quién lo midió por primera vez, qué ocurre cuando la presión atmosférica se distribuye de manera desigual y mucho más.
Manifestaciones de la presión atmosférica
Si el aire presiona todo alrededor, entonces pesa algo. ¿Es esto realmente cierto, por qué entonces nos parece ingrávido? Realicemos experimentos que demuestren que la presión atmosférica realmente existe.
Llene la jeringa con agua hasta la mitad y luego tire del pistón hacia arriba. El agua seguirá al pistón. La razón de esto es la presión atmosférica, pero cuando la gente aún no sabía de su existencia, decían que la naturaleza simplemente no tolera el vacío. Ahora sabemos que cuando el pistón sube, se crea un áreapresión reducida, y la atmósfera introduce agua en la jeringa.
Experiencia con una tarjeta de plástico y un frasco
Llene un frasco de vidrio hasta el tope con agua, cubra la parte superior con un trozo de plástico, por ejemplo, una tarjeta. Volteemos el frasco y veamos que la tarjeta se sostiene y no se cae. La fuerza de presión del agua es compensada por la fuerza de presión de la atmósfera. Nada presiona el agua desde arriba, pero la atmósfera presiona desde abajo, como resultado, la tarjeta se mantiene. Si entra aire entre el plástico y el frasco, la tarjeta se caerá y el agua se derramará.
dispositivo Torricelli
El científico italiano Torricelli midió la presión atmosférica por primera vez. Lo hizo con el llamado barómetro de mercurio. Primero, Torricelli llenó un tubo de vidrio con mercurio hasta la parte superior, tomó un recipiente grande con mercurio, le dio la vuelta al tubo, lo sumergió en el recipiente y abrió el extremo inferior. Mercurio comenzó a descender, pero no salió del todo, sino que descendió hasta cierta altura.
Resultó que este nivel es de 760 mm. Por tanto, la presión de la atmósfera es capaz de sostener una columna de mercurio de 760 mm. Si la presión aumenta, entonces puede sostener una columna de mayor altura, si disminuye, menos. Si es así, entonces su tamaño puede juzgarse por la altura del pilar. Por lo tanto, en la práctica, la presión de la atmósfera y los gases suele medirse con precisión en milímetros de mercurio. Establezcamos una relación entre los milímetros de mercurio y las unidades habituales de pascal.
Cómo se relacionan los milímetros de mercurio y los pascales
La presión atmosférica eleva el mercurio en 760 mm. Esto significa queuna columna de mercurio de 760 mm de altura presiona con una fuerza igual al nivel normal de presión atmosférica. 1 mm Hg es la presión que produce una columna de mercurio de 1 mm de altura. Imagina que la altura de la columna de mercurio es de 1 mm. Calcular la presión hidrostática correspondiente a esta altitud.
P=1mmHg La presión hidrostática se calcula mediante la fórmula: ρgh. ρ es la densidad del mercurio, g es la aceleración de la gravedad, h es la altura de la columna de líquido. ρ=13, 6103 kg/m3, g=9, 8 N/kg, h=110 -3 m. Sustituya estos datos en la fórmula. Después de la conversión, quedarán 13,69,8=133,3 N/m2. N/m2 - este es Pascal (Pa). Si convertimos la presión atmosférica a hectopascales, entonces 1 mm Hg. Arte. corresponde a 1.333 hPa.
Hg y clima
Torricelli observó las lecturas del barómetro de mercurio durante mucho tiempo. Se dio cuenta de algo interesante. Cuando la columna de mercurio desciende, es decir, cuando la presión atmosférica baja, al cabo de un tiempo se presenta el mal tiempo. Cuando la columna de mercurio sube, después de un tiempo el mal tiempo es reemplazado por un buen tiempo. Es decir, la medición de la presión atmosférica te permite hacer un pronóstico del tiempo.
Ahora los servicios meteorológicos las 24 horas, cada 3 horas, miden la presión atmosférica. El libro de Julio Verne El capitán de quince años describe la observación del barómetro y el clima. El protagonista del libro descubrió que si la columna de mercurio cae rápidamente, entonces el clima se deteriora bruscamente, pero no por mucho tiempo, si el nivel de mercurio disminuye lentamente, durante varios días, entoncesel clima se deteriorará gradualmente, pero durará mucho tiempo.
Qué sucede cuando la presión atmosférica se distribuye de manera desigual
Consideremos un mapa sinóptico. Contiene los valores de presión atmosférica en diferentes zonas, ciudades, países, continentes. La dirección del movimiento de las masas de aire se indica mediante flechas. ¿Por qué sopla el viento? La presión atmosférica es mayor en algunos lugares y menor en otros. De donde es más grande, el viento sopla hacia donde es más pequeño. Lo vemos en la dirección de las flechas en el mapa.
Si miras todo el planeta, puedes ver que es diferente en diferentes partes. Las áreas de alta presión están marcadas en púrpura, donde las flechas del viento giran y se mueven en el sentido de las agujas del reloj. Esta zona de alta presión se denomina anticiclón. Suele tener tiempo despejado.
Pero España y Portugal. Aquí observamos dos anticiclones muy poderosos. La torsión de las corrientes de aire está relacionada con la rotación del globo.
Y aquí hay dos poderosas áreas de baja presión atmosférica: solo 965 hectopascales. Esto es un ciclón, el aire que contiene gira en sentido contrario a las agujas del reloj.
Así, puedes observar la distribución de la presión atmosférica en diferentes lugares de nuestro planeta. Hoy en día, los meteorólogos predicen con precisión los cambios climáticos que ocurren cuando la presión atmosférica se distribuye de manera desigual.
Presión sobre el nivel del mar
Suponga que el barómetro muestra una presión de 1006 hPa. Pero simire el mapa sinóptico de un área determinada, ciudad, puede resultar que la presión atmosférica sea diferente allí. ¿Por qué está pasando esto? El caso es que los mapas sinópticos muestran los valores de la presión atmosférica a nivel del mar. Podemos estar a cierta altura sobre el nivel del mar, por lo que la presión que marca el barómetro en la habitación es menor que a nivel del mar.
Altímetro
¿Cómo medir la altura de tu ubicación? Hay instrumentos especiales similares a un barómetro, pero su escala no está graduada en unidades de presión, sino en unidades de altura. Los turistas y pilotos tienen tales dispositivos. Se llaman altímetros o altímetros paramétricos. Cuando el piloto está en tierra, pone el altímetro a cero, porque su altura sobre el suelo es cero. Si es necesario, coloca la flecha en la altura sobre el nivel del mar, dependiendo de si es importante para él saber a qué altura está el aeródromo sobre el nivel del mar o no. En el caso de vuelos de larga distancia, esto puede ser útil, especialmente si el aeródromo está en la montaña. Luego, mirando la aguja del altímetro, el piloto determina la altitud.
¿Por qué aumenta la presión atmosférica con la altitud?
Después de que aprendimos que cuando la presión atmosférica se distribuye de manera desigual, se produce viento, averigüemos por qué la presión disminuye al aumentar la altitud. El aire tiene peso, por lo que es atraído por la tierra, ejerce presión sobre ella. Si colocamos un barómetro en cierta capa de la atmósfera, entonces será presionado por esa capa de la atmósfera,que está arriba. Cabe señalar que la atmósfera no tiene límites claros.
Si colocamos un barómetro al nivel del mar, la presión será igual a la suma de la presión en esta capa de aire y las presiones en las capas superiores de la atmósfera. Es decir, a medida que aumenta la altitud, la presión disminuye. Surge la pregunta: ¿es posible calcular la presión atmosférica según la fórmula Р=ρgh? No, porque el valor de la densidad del aire no es constante en las diferentes capas de la atmósfera. En la parte inferior, el aire está bajo más presión, por lo que es más denso, y en la parte superior, es menos denso.
