jueves, 8 de diciembre de 2011

presion atmosferica



LA PRECIO ATMOSFÉRICA

La presión atmosférica es la presión que ejerce el aire sobre la Tierra.
La presión atmosférica en un punto coincide numéricamente con el peso de una columna estática de aire de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye conforme aumenta la altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variación de 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 un lugar de la superficie terrestre; por el contrario, es muy difícil medirla, por lo menos, con cierta exactitud ya que tanto la temperatura como la presión del aire están variando continuamente.
La presión atmosférica en un lugar determinado experimenta variaciones asociadas con los cambiosmeteorológicos. Por otra parte, en un lugar determinado, la presión atmosférica disminuye con laaltitud, como se ha dicho. La presión atmosférica decrece a razón de 1 mmHg o Torr por cada 10 mde elevación en los niveles próximos al del mar. En la práctica se utilizan unos instrumentos, llamados altímetros, que son simples barómetros aneroides calibrados en alturas; estos instrumentos no son muy precisos.
La presión atmosférica normalizada, 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 si se trata de especificar las propiedades físicas de las sustancias "el estándar de presión" debía 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 la población mundial.1

Ecuación altimétrica



La ecuación altimétrica establece una relación entre la altitud de un lugar (altura sobre el nivel del mar) con la presión atmósférica en ese lugar.
Para deducir una expresión elemental de la ecuación altimétrica, será suficiente con suponer que el aire se comporta como un gas ideal o perfecto y que su densidad viene dada en función de la presión p\, y de la temperatura T\, por
\rho=\frac{pM}{RT}
donde M\, es la masa molar media del aire (≈ 28,9 g/mol). Entonces, sustituyendo la densidad en la expresión

\frac{dp}{dz} = -\rho g =\frac{pM}{RT}g
se sigue

\frac{dp}{p} = -\frac{Mg}{RT}\,dz                                            
http://2.bp.blogspot.com/_2yMekY1xG9Q/TSz8_QGK14I/AAAAAAAAAA4/CTkxHXo6PVU/s1600/Elementos_Clim%25C3%2583%25C2%25A1ticos_Presi%25C3%2583%25C2%25B3n_Atmosf%25C3%2583%25C2%25A9rica%255B1%255D.jpg
En una primera aproximación, podemos considerar constante la temperatura en el intervalo de integración (atmósfera isoterma) y que se desprecia la variación de g en dicho intervalo. En esta condiciones, podemos integrar entre el nivel z=0 (v.g., el nivel del mar) y una altura zsobre dicho nivel, resultando

\ln \frac{p}{p_0} =
 -\frac{Mg}{RT}\,z =
 -\left ( \frac{\rho_0 g}{p_0} \right )\,z =
 -\frac{1}{\alpha} z
donde hemos tenido en cuenta que \frac{\rho_0}{p_0} = \frac{M}{RT}.
Así, la densidad del aire y, por ende, la presión atmosférica, disminuye con la altitud según una ley exponencial:
(1)\,
p = p_0 \, e^{-z/\alpha}
Tomando los valores normales:
\rho_0\, = 1,292 kg/m3,
g\, = 9,80665 m/s2 y
p_0\, = 760 mmHg = 101 325 Pa,
la constante α toma el valor
\alpha\, ≈ 8 000 m
La expresión (1) nos permite despejar la altitud z en función de la presión:
(2)\,
z = \alpha\ln\frac{p_0}{p} =
8000 \ln\frac{p_0}{p} \quad
 (en metros)
que es la ecuación altimétrica.
http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica



Efectos de la presión atmosférica (PR-15)
Mª J. Pozo y M.A. Gómez
El rincón de la Ciencia   nº 13, Octubre 2001

En este experimento te vamos a mostrar una forma de ver los efectos de la presión atmosférica. Se trata de un experimento muy conocido que tradicionalmente se realiza con un recipiente metálico: una "lata". Pero que nosotros vamos a realizar con una botella de plástico.
Material que vas a necesitar:
  • Botella de plástico de 1, 1,5 o 2 litros de capacidad (de las de agua mineral o, mejor todavía, de las de bebidas gaseosas, p.ej., cocacola)
  • Agua hirviendo
  • Grifo de agua fría
¿Cómo hacemos el experimento?
  • En primer lugar debemos calentar agua hasta su punto de ebullición. Aproximadamente con 1/4 de litro nos bastará.
  • Después echamos el agua en la botella ayudándonos de un embudo. Veremos que la botella se "arruga" un poco por acción del calor.

PRECAUCIÓN: Mucho cuidado con el agua hirviendo puede causar quemaduras. Los niños deben realizar el experimento con ayuda de una persona mayor.

  • Agitamos un poco la botella para que el vapor de agua ocupe todo el interior y desplace al aire hacia afuera de la botella.
  • Tapamos rápidamente la botella con su tapón.
  • Por último, enfriamos la botella por fuera con agua fría. Verás como la botella comienza a aplastarse por acción de la presión atmosférica.
bot.jpg (7326 bytes)
¿Por qué ocurre esto?
En primer lugar tenemos que explicar por qué, a veces, al echar el agua caliente la botella se "encoge" un poco. Esto depende del material de que este hecha. En el caso de las botellas de agua mineral, el material suele ser PET (polietilentereftalato); se trata de un material termoplástico que se ablanda por acción del calor.
En segundo lugar hay que explicar por qué se aplasta la botella por acción de la presión atmosférica. Cuando añadimos el agua hirviendo, se desprende una gran cantidad de vapor de agua que tiende a ocupar casi todo el espacio interior de la botella, desplazando al aire que había en su interior. Cuando la tapamos, casi no queda aire, pero la presión interior sigue siendo igual a la presión exterior.
¿Qué pasa al enfriar? Al enfriar la botella, el vapor de agua tiende a condensarse, formando gotitas. De tal forma que el espacio que ocupaba en el interior de la botella se queda vacío, ya no hay gas que ejerza presión desde el interior (en realidad, siempre queda algo, pero la presión en el interior disminuye). Sin embargo, en el exterior sigue habiendo aire que ejerce presión sobre las paredes. La diferencia de presiones entre el interior y el exterior es la que provoca que la botella se aplaste.
Un fenómeno muy habitual
Se trata de un fenómeno habitual en nuestra vida cotidiana aunque no siempre nos demos cuenta de ello. Por ejemplo cuando metemos, en verano, una botella de agua al frigorífico; al ir a sacarla, ya fría, vemos que está un poco comprimida (hasta se oyen crujidos), aunque no tanto como en el experimento que acabamos de hacer.
Pero el fenómeno también puede darse a la inversa. Algunas veces, cuando sacamos una bolsa de comida del congelador, vemos que la bolsa empieza a hincharse. Realmente lo que pasa es que al aumentar la temperatura del aire que contiene la bolsa aumenta su presión, por eso la bolsa se hincha. Algo parecido ocurre con los tubos de cremas y bronceadores que se llevan a la playa. cuando vamos de una zona alta (por ejemplo, desde la montaña) a la playa, nos encontramos los tubos un poco "espachurrados" debido a que la presión atmosférica en
http://www.profesorenlinea.cl/imagenfisica/presionatmosferica002.jpg 
el nivel del mar es mayor que en la montaña; la presión del aire exterior es, en este caso, mayor que la del aire que había en la montaña, por tanto el tubo se aplasta hasta que se igualan las presiones interior y exterior. Incluso, a veces, al abrirlo sale disparada la crema. Cuando volvemos de la playa suele ocurrir lo contrario: nos encontramos el tubo hinchado.
http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/PR-15/PR-15.htm http://2.bp.blogspot.com/_2yMekY1xG9Q/TSz8_QGK14I/AAAAAAAAAA4/CTkxHXo6PVU/s1600/Elementos_Clim%25C3%2583%25C2%25A1ticos_Presi%25C3%2583%25C2%25B3n_Atmosf%25C3%2583%25C2%25A9rica%255B1%255D.jpghttp://2.bp.blogspot.com/_2yMekY1xG9Q/TSz8_QGK14I/AAAAAAAAAA4/CTkxHXo6PVU/s1600/Elementos_Clim%25C3%2583%25C2%25A1ticos_Presi%25C3%2583%25C2%25B3n_Atmosf%25C3%2583%25C2%25A9rica%255B1%255D.jpg

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