Nuestra atmósfera se extiende a muchos kilómetros sobre el nivel del agua. El peso del aire actúa como una presión denominada presión de aire. La presión en nuestro cuerpo equilibra la presión del aire, por lo que no la sentimos. Alrededor de la superficie de la tierra hay una capa de gases. El aire presente en la atmósfera ejerce una presión sobre la tierra que se denomina presión atmosférica. 1.01325 Pascal es el valor de la presión atmosférica al nivel del mar. La presión del aire sigue aumentando a medida que nos acercamos a la superficie de la Tierra. Debido a la gran superficie de la atmósfera alrededor de la Tierra, la cantidad de presión atmosférica sobre nosotros es bastante grande, pero no sentimos ninguno de sus efectos. Esto es así porque la presión del aire dentro de nuestro cuerpo es adecuada a la presión del aire. También hay fluidos presentes en nuestro cuerpo que ejercen presión dentro de nuestro cuerpo. Por eso, nuestros cuerpos obtienen fácilmente un equilibrio con la presión del aire. Sin embargo, a veces se produce sangrado nasal en altitudes más altas, donde la presión atmosférica es baja en comparación con la de la superficie de la Tierra (altitudes bajas). Esto es así porque en ese momento el signo vital de nuestro cuerpo se vuelve superior a la presión del aire fuera de nosotros.
Atmósfera : la envoltura gaseosa que rodea la tierra por todas partes se llama atmósfera. Se extiende aproximadamente hasta 400 km. Contiene aire que es 72% nitrógeno y 21% oxígeno además de una pequeña proporción de dirust, elemento químico, etc.
Presión atmosférica: el aire posee peso y, por lo tanto, ejerce presión como los líquidos porque posee peso. La presión atmosférica en un punto se define como la fuerza que actúa normalmente sobre una unidad de área alrededor de ese punto, debido a la altura total de la columna de aire de la atmósfera sobre él.
El valor de la misma es máximo al nivel del mar y va disminuyendo a medida que avanzamos hacia altitudes mayores.
Su símbolo es Pa y la unidad SI es newton por metro cuadrado (N m -2 ) o pascal (Pa).
PAGS un = 1.013 × 10 5 Nm -2 .
Presión superficial
La presión superficial se define como la diferencia de tensión interfacial entre una interfaz limpia y una interfaz en presencia de un emulsionante. La presión del aire en un lugar de la superficie (terreno y océanos) se denomina presión superficial y es proporcional a la masa de aire sobre ese lugar.
Los modelos atmosféricos como los modelos de circulación general (GCM) suelen predecir el logaritmo adimensional de la presión superficial, por razones numéricas.
En la Tierra, el valor medio de la presión superficial es de 985 hPa. La presión promedio al nivel medio del mar (MSL) dentro de la atmósfera internacional (ISA) es 1013,25 hPa, o 1 atmósfera (atm), o 29,92 pulgadas de mercurio.
La presión (p), la masa (m) y la aceleración debida a la gravedad (g), donde A es el área superficial, están relacionadas por P = 
= 
. La presión atmosférica es, por lo tanto, proporcional a la carga por unidad de área de la masa atmosférica sobre ese lugar.
Presión a nivel del mar
La presión del aire es adecuada a la presión ejercida por una columna de mercurio de altura “h”. Presión atmosférica = h × d × g, donde h es la altura de la columna de mercurio, d la densidad del mercurio y g la aceleración de la gravedad.
Presión atmosférica = 
= 0,76 × 13600 × 9,8 = 101293 Pa.
La presión estándar a nivel del mar equivale a 760 mm de mercurio o 29,92 pulgadas, 14,70 libras por pulgada cuadrada, 1013,25 × 103 dinas por centímetro cuadrado, 1013,25 milibares, una atmósfera estándar o 101,325 kilopascales.
Presión media a nivel del mar
La presión media del nivel del mar (MSLP) es la presión del aire en el nivel medio del agua (PMSL). Normalmente en los informes meteorológicos de la radio, la televisión y los periódicos o Internet vemos esta presión atmosférica. Cuando los barómetros dentro de la casa se configuran para que coincidan con los informes meteorológicos locales, muestran la presión ajustada al nivel del agua, no la presión del aire local en particular.
El ajuste del altímetro en la aviación es un ajuste de la presión del aire.
1013,25 mbar (101,325 kPa; 29,921 in Hg; 760,00 mmHg) presión media a nivel del mar. Informes meteorológicos (METAR), QNH se transmite en todo el mundo en milibares o hectopascales (1 hectopascal = 1 milibar), excepto en EE. UU., Canadá y Colombia, donde se informa en pulgadas de mercurio (con dos decimales), en aviación. EE. UU. y Canadá también informan la presión a nivel del mar SLP, que se ajusta al nivel del agua mediante un método especial, dentro de la sección de comentarios, no dentro de la parte del código transmitida internacionalmente, en hectopascales o milibares. Sin embargo, en los informes meteorológicos públicos de Canadá, la presión del nivel del agua se informa en kilopascales.
En los comentarios del código meteorológico de EE. UU., todo lo que se transmite son tres dígitos; se omiten los puntos decimales y, por lo tanto, uno o dos dígitos más vitales: 1013,2 mbar (101,32 kPa) se transmite como 132; 1000,0 mbar (100,00 kPa) se transmite como 000; 998,7 mbar se transmite como 987; etc. La mejor presión a nivel del mar en la Tierra se produce en Siberia, con máximos históricos al borde de 1085 mbar (108,5 kPa; 32,0 in Hg), donde Siberia High a menudo alcanza una presión a nivel del mar superior a 1050 mbar (105 kPa ; 31 en Hg). La presión medible del nivel del mar en el fondo de roca se encuentra en los centros de ciclones tropicales y tornados, con un mínimo histórico de 870 mbar (87 kPa; 26 en Hg).
Variación de altitud
La presión sobre la Tierra varía con la altitud de la superficie, por lo que la presión del aire sobre las montañas suele ser menor que la presión del aire sobre el nivel del suelo. La presión varía suavemente desde la superficie hasta lo mejor de la mesosfera. Aunque la presión cambia con el clima, la NASA ha promediado las condiciones para todas las partes del mundo durante todo el año. A medida que aumenta la altitud, la presión del aire disminuye. A una altitud dada se puede calcular la presión atmosférica. La temperatura y la humedad también afectan la presión del aire, y es necesario comprenderlas para calcular una cifra precisa. El gráfico de la derecha se desarrolló para una temperatura de 15 °C y una humedad del 0%.
La presión disminuye aproximadamente 1,2 kPa (12 hPa) por cada 100 metros, a bajas altitudes sobre el nivel del agua. Para altitudes más altas dentro de la troposfera, la siguiente ecuación (la fórmula barométrica) relaciona la presión atmosférica p con la altitud h:
p = 
=
Barómetro
La presión del aire de la tierra en un lugar determinado de grado asociado se mide con un instrumento conocido como el instrumento de medición. El barómetro es un instrumento perfecto y común para medir la presión del aire. En el barómetro, el cambio en la presión se indica en un dial mediante un puntero. El barómetro fue ficticio por los físicos alrededor de 1644.
Un instrumento de medición simple consta de un tubo de vidrio de 100 cm de longitud con un extremo cerrado y una cubeta con mercurio. El tubo está relleno de mercurio puro y seco. Su boca abierta se cierra con el pulgar y se invierte verticalmente dentro del abrevadero relleno de mercurio.
Se determina que una cantidad del mercurio del tubo de vidrio fluye hacia la cubeta y una longitud determinada de columna de mercurio permanece dentro del tubo. El área vacía en la parte superior de la columna de mercurio se denomina vacío torriceliano.
Considere 2 puntos, «A» y «B» en la superficie del mercurio. Tenga en cuenta que cada punto cuadrado mide a un nivel idéntico. Está el aire encima del propósito «A» y también la columna de mercurio encima del propósito «B». PA es la presión ejercida por la atmósfera en el propósito A y el elemento metálico es la presión ejercida por el pico de la columna de mercurio dentro del tubo en el propósito B. Dado que «A» y «B» miden cuadrados en un plano horizontal idéntico ,
PAG UN = PAG segundo .
Por lo tanto, la presión del aire se expresa en términos de la longitud de la columna de mercurio. El nivel de presión del aire es de 76 cm de mercurio. La presión de aire estándar en la superficie varía entre 940 y 1040 hPa (mbar). La presión de aire estándar a nivel del suelo es de 1013 hPa (mbar).
Aplicaciones
La presión barométrica y, por lo tanto, la tendencia de la presión (el cambio de presión a lo largo del tiempo) se utilizan en meteorología desde finales del siglo XIX. Cuando se utiliza junto con las observaciones del viento, a menudo se realizan pronósticos a corto plazo razonablemente precisos. Las lecturas barométricas simultáneas de una red de estaciones meteorológicas permiten producir mapas de presión atmosférica, que fueron el primer tipo de mapas meteorológicos de moda cuando se crearon en el siglo XIX. Las isobaras, líneas de igual presión, cuando se dibujan en un mapa de este tipo, proporcionan un mapa en relieve que muestra áreas altas y bajas. La convergencia del viento de bajo nivel en la superficie trae nubes y, a veces, la precipitación provoca un levantamiento atmosférico. Cuanto mayor sea el cambio en la presión, especialmente si es bastante 3,5 hPa (0,1 inHg), mayor será el cambio en el clima que se puede esperar. Si la caída de presión es rápida, se acerca un sistema de baja presión y hay más posibilidades de lluvia. Los aumentos rápidos de la presión, como en la estela de un frente frío, están relacionados con la mejora del clima, como la limpieza de los cielos.
Con la caída de la presión atmosférica, los gases atrapados dentro del carbón en las minas profundas pueden escapar más libremente. Por lo tanto, bajo aumenta el peligro de acumulación de grisú. Las minas de carbón, por lo tanto, llevan un registro de la presión.
Los barómetros de Android se utilizan en el buceo superficial. Se emplea un manómetro sumergible para realizar un seguimiento del contenido del tanque de aire del buzo. Se utiliza otro manómetro para medir la presión hidrostática, generalmente expresada como la profundidad del agua de mar. Uno o ambos medidores podrían incluso reemplazarse con variantes electrónicas o una computadora de buceo.
Ecuación de la presión del aire
Cuando la presión del aire se mide con un barómetro, la presión también se menciona debido a la «presión barométrica». Suponga un barómetro con un área de sección transversal A, una altura h, lleno de mercurio desde el más bajo en el Punto B hasta el más alto en el Punto C. La presión en el fondo del barómetro, el Punto B, es capaz de hacer que el aire presión. La presión en la parte superior, el Punto C, a menudo se toma como cero porque ahora solo hay vapor de mercurio arriba y su presión es extremadamente baja en relación con la presión atmosférica. Por lo tanto, uno puede encontrar la presión del aire usando el barómetro y esta ecuación:
P atm = ρgh
Donde la densidad del mercurio es ρ, la aceleración gravitacional es g y la altura de la columna de mercurio sobre el área de superficie libre es h. Las dimensiones físicas (longitud del tubo y área de la sección transversal del tubo) del propio barómetro no afectan la altura de la columna de fluido en el tubo.
En los cálculos termodinámicos, una unidad de medida de uso común es la «atmósfera estándar». A 0 °C es la presión resultante de una columna de mercurio de 760 mm de altura. Use ρHg = 13,595 kg/m3 para la densidad del mercurio y use g = 9,807 m/s 2 para la aceleración gravitacional.
Si se usara agua (en lugar de mercurio) para satisfacer la presión del aire de calidad, se necesitaría una columna de agua de aproximadamente 10,3 m (33,8 pies).
Presión atmosférica estándar en función de la elevación:
Nota: 1 torr = 133,3 Pa = 0,03937 en Hg
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1. En un lugar dado, un barómetro de mercurio registra una presión de 0,50 m de Hg. Si el mercurio en el barómetro se reemplaza por agua ¿Cuál sería la altura de la columna de agua? Tome RD de mercurio = 13.6.
Solución:
Densidad relativa de Hg = 1,36 = 13,6 × 10 3 kg/m 3
Aceleración debida a la gravedad, g = 9,8 m/s 2
Altura de la columna de mercurio = 0,50 m
Presión, P = ρgh
O, P = {0.5×(1.36×10 3 )×9.8} pascal
O, P = 6.664 × 10 3
Sea h la altura de la columna de agua
Entonces, P = hx densidad del agua xg
O, 6.664 × 10 3 = h × 10 3 × 9.8
O, h = 0,68 m
Pregunta 2. La presión atmosférica es de 76 cm de Hg al nivel del mar. ¿Cuál es la altura de una colina donde el barómetro marca 60 cm Hg si la presión del aire cae 10 mm Hg por cada 120 m de ascenso? Indique la suposición hecha por usted.
Solución:
Presión atmosférica, P = 76 cm Hg
Tasa de caída de presión = 10 mm de Hg por 120 m de ascenso = 1 cm de Hg por 120 m de ascenso
La presión en la colina, P` = 60 cm Hg
Caída total de presión = P – P` = (76-60) cm Hg = 16 cm Hg
Ahora, la caída de presión es de 1 cm Hg por cada 120 m de aumento de altura.
Por lo tanto, si la caída de presión es de 6 cm Hg, el aumento de altura será (16 × 120) m = 1920 m
Pregunta 3. La presión atmosférica es 1,04 × 10 5 Pa al nivel del mar. Suponiendo que la densidad del aire no varía y es igual a 1,6 kg m -3 y g = 10 ms -2 , encuentre la altura de la atmósfera.
Solución:
Presión atmosférica, P = 1,04 × 10 5 Pa
g = 10 ms -2
Densidad, ρ = 1,6 kg m -3
Sea h la altura de la atmósfera.
P = ρgh
= 6500m
Pregunta 4. A una altura de 108 m sobre el nivel del mar, suponiendo que la densidad del aire sea de 1,36 kg m -3 , encuentre la caída de la altura barométrica en mm de Hg. Tome la densidad de Hg = 13,6 × 10 3 kg m -3 .
Solución:
Sea h = 108 m la altura sobre el nivel del mar
P h – P mar = ρ aire gh
O, ρ metro gh f – ρ metro gh i = ρ aire gh
O, ρ m g × Δh = ρ aire gh
O,
= 10,8 x 10 -6 mm de Hg
Pregunta 5. Convierta 2 mm de Hg en pascal. Tome la densidad de Mercurio, Hg = 13,6 × 103 kg m -3 y la gravitación, g = 9,8 ms -2 .
Solución:
Densidad de Mercurio, Hg = 13,6 × 103 kg m -3
Aceleración debida a la gravedad, g = 9,8 ms -2
Altura de la columna de mercurio = 2 mm = 0,002 m
Por lo tanto, Presión, P = hρg
o, P = 0,002 × (13,6 × 10 3 ) × 9,8 pascales
o, P = 254,8 Pa
Pregunta 6. Resuelve lo siguiente:
(a) Calcule la altura de una columna de agua que ejercerá sobre su base la misma presión que la columna de Hg de 72,5 cm. La densidad del Hg es de 13,6 g cm -3 .
(b) Si la sección transversal de la columna de agua se hace más ancha, ¿cambiará la altura de la columna de agua en la parte anterior?
Solución:
(a) Sabemos que la presión ejercida por la columna de agua, P = hρg
La densidad del agua = 1
Como la presión de H 2 O y Hg es la misma,
h w ρ w gramo = h metro ρ metro gramo
h w × 1 × gramo = h metro ρ metro gramo
h w = h metro ρ metro
= 9,86
Altura de la columna de agua = 9,86 m
(b) La altura de la columna de agua no se verá afectada si la columna de agua se ensancha.
Pregunta 7. La presión del agua en el piso inferior es de 60 800 Pa y en el piso principal es de 15 800 Pa. Encuentra la altura del primer piso. (Tome: densidad de H 2 O = 1000 kg m -3 , g = 10 m/s 2 )
Solución:
Para encontrar la altura del primer piso:
Dado: Pw en planta baja P wg = 60.800 Pa
Pw en primer piso P wf = 15,800Pa
De la fórmula de la presión:
P = hρg
Para saber la altura del primer piso, tenemos que calcular la diferencia de presión
P = Pwg – Pwf
= 60800 – 15800
= 45000Pa
Sustituyendo este valor en la fórmula de la presión para calcular la altura:
P = hρg
45000 = 1000 × 10 × altura
altura = 4,5 m
La altura del piso es de 4.5m.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por dheerajhinaniya y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA