PRESIÓN ATMOSFÉRICA

1.  TEORÍA: Presión atmosférica (unidades); Experiencia de Torricelli (barómetros); Presión atmosférica y altura; Presión y tiempo meteorológico.

2. ACTIVIDADES INTERACTIVAS
3. ACTIVIDADES LIM
4. CUESTIONES Y EJERCICIOS DE APLICACIÓN

1. PRESIÓN ATMOSFÉRICA Y UNIDADES

La atmósfera (capa de aire que rodea a la Tierra) ejerce, como cualquier otro fluido, una presión sobre los cuerpos que están en su interior. Ahora intenta contestar a la siguiente cuestión. 

Esta presión es debida a las fuerzas de atracción entre las masa de la Tierra y la masa de aire (la misma fuerza que has estudiado en capítulos anteriores) y  se denomina Presión Atmosférica. Para poder hacernos una idea de su valor os mostramos esta animación.

Como podemos ver la presión ejercida por la atmósfera se debe al peso (p=m.g) de la misma y su valor  es de 101.000 Pascales, que corresponde a la presión normal. Existen otras unidades para medir la presión y la equivalencia entre estas son:

101.000 Pa = 1 atm = 760 mmHg = 1010 mb

Para practicar con las conversiones de unidades puedes visitar esta página: 

http://unit-converter.org/conversion.php?c_id=1&lang=en

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2. EXPERIENCIA DE TORRICELLI Y BARÓMETROS

Torricelli  fue el primero en medir la presión atmosférica. Para ello empleó un tubo de 1 m de longitud, abierto por un extremo, y lo llenó de mercurio. Dispuso una cubeta, también con mercurio y volcó cuidadosamente el tubo introduciendo el extremo abierto en el líquido, hasta colocarlo verticalmente. Comprobó que el mercurio bajó hasta una altura de 760 mm sobre el líquido de la cubeta. Puesto que el experimento se hizo al nivel del mar, decimos que la presión atmosférica normal es de 760 mm de Hg. Esta unidad se llama atmósfera y esta es la razón de las equivalencias anteriores.

La explicación de este resultado es que la atmósfera ejerce una presión que impide que todo el mercurio salga del tubo. Cuando la presión atmosférica iguala a la presión ejercida por la columna de mercurio, el mercurio ya no puede salir por el tubo.

Para comprobar cómo varía la altura del tubo de mercurio con la presión atmosférica manipula el applet de esta página:

PULSA Y OBSERVA

 

 

 

Barómetros (AMPLIACIÓN)

La presión atmosférica se mide con un instrumento denominado barómetro. El más sencillo es el barómetro de cubeta que se basan en el experimento de Torricelli que acabamos de estudiar.  Otro barómetro es el aneroide, consistente en una cápsula hueca que tiene una de sus paredes formadas por una membrana elástica y en cuyo interior se ha hecho parcialmente el vacío. Cuando la presión atmosférica varía, la membrana se dilata o contrae. En esta membrana se fija una aguja, que marca los ascensos y descensos de la membrana en una escala graduada.


                                                                                                                                                                     
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3. VARIACIÓN DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA CON LA ALTURA. FUNCIONAMIENTO DE LOS ALTÍMETROS.

En la atmósfera la presión disminuye rápidamente con la altura debido a que la cantidad de aire es menor al alejarnos de la superficie terrestre. Por lo tanto, al ir ascendiendo los valores medidos con un barómetro serán cada vez más pequeños. Este hecho es la base del funcionamiento de los altímetros usados para medir alturas en las ascensiones de montañas. Puedes ver la variación de la cantidad de aire con la altura en este applet:

PULSA Y OBSERVA

Usando el principio fundamental de la hidrostática podremos calcular la altura a la que nos encontramos:

Si P1 es la presión a nivel del mar y P2 la presión a la altura que deseamos conocer tenemos:

 

Despejando la altura:   

 

4. PRESIÓN Y TIEMPO METEOROLÓGICO

La presión atmosférica no sólo cambia con la altura, sino que en cada punto va variando con la altura, lo que la convierte en un factor del tiempo meteorológico. En los mapas del tiempo podemos encontrar:

Anticiclones: Son zonas donde la presión atmosférica es alta debido a que el aire frío de las capas más altas desciende y en su descenso aumenta de temperatura. Por esta razón los anticiclones están asociados a un tiempo estable.

Borrascas: Son zonas donde la presión atmosférica es baja debido a que el aire asciende y en su ascenso la temperatura baja, condensándose el vapor de agua que pueda existir y produciendo lluvias. Por ello, las borrascas están asociadas a un tiempo inestable.

 

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 2. ACTIVIDADES INTERACTIVAS

Para seguir aprendiendo sobre la relación con el tiempo y la presión atmosférica te vamos a proponer las siguientes actividades:

1.Os presentamos dos animaciones que representan un frente frío y un frente cálido. Obsérvalas y lee detenidamente la información (pinchando sobre  la i de la animación) que nos dan.

Ahora realiza el siguiente cuestionario.

2. Ya sabemos lo que es un anticiclón, una borrasca, un frente frío, un frente cálido y las consecuencias asociadas. Ahora vamos a poner a prueba nuestros conocimientos en esta actividad.

 

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 4. CUESTIONES Y EJERCICIOS DE APLICACIÓN

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

1. Se ha programado una excursión a Sierra Nevada. En casa has cogido una bolsa de patatas y la has metido en tu mochila. Cuando llegas a la sierra  compruebas que la bolsa de patatas se ha inflado. Explica lo que ha ocurrido.

2. Cuando una persona que no está especialmente entrenada sube a una montaña cuya altura es aproximadamente de 5000m tiene dificultades para respirar. Explica por qué.

3. Determina cuál debería ser la altura mínima que debe tener un tubo para poder realizar con agua en vez de mercurio la experiencia de Torricelli.      Datos: dagua=1000 kg/m3; dmercurio=13600kg/m3        Res: 10,34 m                  

4. La presión a nivel del mar tiene un valor de 1atm. Calcula la presión atmosférica en un lugar situado a 1350 m sobre el nivel del mar.

Datos:  daire=1,293 kg/m3     Res: 0,83 m

 

5. Un barómetro señala 760 mmHg en la parte de baja de un edificio y 74 cm de mercurio en la parte alta. Calcula la altura de dicho edificio

Res: 209 m

 

6. Un montañero asciende una montaña. Si la presión que midió al pie de la misma fue de 710 mmHg y en la cima de 600mmHg, ¿qué altura subió? Datos: daire= 1,3 kg/m3    Res: 1151m

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