Características y propiedades físicas del aire

El aire tiene las siguientes propiedades incoloro

transparente

buen aislante térmico

y eléctrico

es una mezcla de gases

tiene peso

presión

Temperatura volumen

inodoro

Relación entre presión y fuerza

La caja y la mujer tienen un peso (que es una fuerza) que ejerce verticalmente hacia abajo, como lo indica la figura esquemáticamente mediante unas flechas ( “vectores”)

Peso de la caja

Peso de la mujer

Relación entre presión y fuerza

Supongamos ahora que queremos medir el “efecto” que produce cada una de estas fuerzas sobre un “pedacito” de superficie tanto de la mesa como del suelo, indicado por sendos círculos rojos.

Peso de la caja

Peso de la mujer

Superficie de contacto

Se define entonces como presión, al cociente entre la fuerza ejercida y la superficie o área de contacto.

En términos matemáticos: Presión = Fuerza / Área

Relación entre presión y fuerza

Suponga que tanto la caja como la mujer pesan 55 kilogramo peso. Intente poner su mano, como lo indica la figura bajo la caja y bajo el taco del pie derecho de la mujer. ¿Dónde cree usted que sentirá más presión?

En la mano que está bajo el taco de la mujer, puesto que el área de contacto es más pequeña, ¿verdad?

Presión atmosférica

Podemos definir la presión atmosférica como el peso que ejerce el aire sobre una superficie de contacto.

De otro modo, nuestro cuerpo tiene una superficie, y estamos rodeados de aire que está en contacto con nosotros, entonces el aire, la atmósfera ejerce una presión sobre nosotros. Pues bien, este efecto es lo que se conoce como presión atmosférica.

En términos más coloquiales, la presión atmosférica es la fuerza que ejerce el peso de la atmósfera sobre las superficies de los objetos sobre la tierra (incluido obviamente la superficie de nuestro cuerpo).

Si sabemos la fuerza que ejerce la atmósfera y sabemos la superficie de nuestra mano, sabemos entonces la presión que ejerce la atmósfera sobre nuestra mano.

Presión atmosférica

Puesto que la presión atmosférica depende del peso de la atmósfera (del aire que tenemos sobre nuestras cabezas), podemos concluir que la presión variará con la altura. Ya que a mayor altitud disminuye la cantidad de aire por encima y por lo tanto disminuye su peso.

5 kms

Nivel del mar

¿Cuál de las dos personas soporta menor presión?

El barómetro

El barómetro, fue inventado por el italiano Evangelista Torricelli, al cual mostramos aquí. El principio es bastante básico, por simple transmisión de fuerza a través de un fluido como el mercurio. Observe atentamente la figura.

El peso del aire sobre el mercurio, hace subir la columna de mercurio en el tubo graduado. Hasta donde llegue el equilibrio, es decir hasta que el nivel superior de la columna no se mueva, se mira la unidad de graduación, y esa “marca” es la presión atmosférica (que dependerá del sitio donde esté ubicado el barómetro de mercurio). Ingenioso, ¿verdad?

1608 - 1647

Una medida de la presión

Área basal de = 0.07 m2

Masa de = 0. 8 kilogramo

Peso = masa x g

g = 9.8 m / seg (aceleración de gravedad)2

Luego el peso de es de 0.8 x 9.8 = 7.84 {Kg m / seg }

2

A la unidad kg m / seg se le define como 1 Newton, y se abrevia por N2

Luego la presión ejercida por el ladrillo sobre el área de contacto de la mesa es de

7.84 / 0.07 = 112 { N / m }2

A la unidad N / m se le define como 1 Pascal, y se abrevia por Pa2

Por lo tanto la presión del ladrillo rojo sobre la mesa es de 112 Pa

Una medida de la presión atmosférica

Si ponemos el barómetro de Torricelli al nivel del mar, se observa experimentalmente que la columna de mercurio (Hg) alcanza su nivel de equilibrio en la altura de 760 milímetros (de Hg).

760 mm de Hg

Entonces se dice que la presión atmosférica al nivel del mar es de (equivale a) 760 mm de Hg.

Se define 760 mm de Hg por 1 atmósfera, y se abrevia por 1 atm.