EXPERIMENTO DE TORRICELLI

El experimento de Torricelli:

El físico italiano Torricelli (1608-1647), discípulo de Galileo, fue quien determinó por primera vez experimentalmente, en 1643, el valor de la presión atmosférica.

Torricelli tomó un tubo de vidrio cerrado por un extremo, de un metro de longitud aproximadamente, y lo llenó de mercurio; tapó con el dedo el extremo abierto e, invirtiéndolo, lo introdujo por ese extremo en un recipiente que contenía mercurio. Pudo comprobar, al retirar el dedo, que el nivel del mercurio en el interior del tubo descendió hasta quedar la columna de mercurio con una altura de 76 cm sobre la superficie libre del mercurio del recipiente, cuando la experiencia se realizaba al nivel del mar.

Explicación del fenómeno

La altura de la columna se detiene al llegar a los 76 cm (760mm) por encima del nivel del mercurio de la cuba, cuando el experimento se efectúa al nivel del mar: Por otro lado, si el experimento se realiza a una altura superior al nivel del mar, la altura de la columna será menor. Por lo tanto, a la presión que ejercen las capas de aire sobre los cuerpos localizados sobre la superficie de la Tierra o simplemente sobre ésta, la llamamos presión atmosférica.

Como comprobó la existencia de vacío completo:

Construyó un barómetro (dispositivo para demostrar los cambios de presión en el aire) que en lugar de agua empleaba mercurio, y de esta manera, sin proponérselo, comprobó la existencia del vacío.

El barómetro de Torricelli constaba de un recipiente y un tubo lleno de mercurio (Hg) cerrado en uno de sus extremos. Al invertir el tubo dentro del recipiente se formaba vacío en la parte superior del tubo. Esto era algo difícil de entender en su época, por lo que se intentó explicarlo diciendo que esa región del tubo contenía vapor de mercurio, argumento poco aceptable ya que el nivel de mercurio en el tubo era independiente del volumen del mismo utilizado en el experimento.

Torricelli construyo un barómetro de mercurio que contenía en la parte vacía del tubo otro barómetro para medir la presión de aire en esa región. Se hicieron muchas mediciones y el resultado fue que no había una columna de Hg en el tubo del barómetro pequeño porque no se tenía presión de aire. Esto aclaró que no existía vapor de mercurio en la parte vacía del tubo. Así, se puso en evidencia la presión del aire y, lo más importante, la producción y existencia del vacío.

Y es así como se pudo explicar bien el funcionamiento del barómetro de Torricelli la atmósfera ejerce una presión, lo cual impide que el mercurio salga del tubo y del recipiente; es decir, cuando la presión atmosférica se iguale a la presión ejercida por la columna de mercurio, el mercurio no podrá salir del tubo. Cuando el aire pesa más, soporta una columna mayor de mercurio; y cuando pesa menos, no es capaz de resistir la misma columna de mercurio, así que se escapa un poco de mercurio del tubo.

Como cuantifico la presión atmosférica:

Torricelli estudió la presión atmosférica. Invirtiendo un tubo de 1 m de longitud y 1 cm2 lleno de mercurio sobre una cubeta que contenía también mercurio. La columna de mercurio descendió hasta llegar a los 76 cm, donde la presión que ejerce dicha columna se iguala con la que ejerce la atmosfera sobre el mercurio de la cubeta. A partir de aquí se estableció que la presión normal al nivel del mar es de 760 mm de mercurio. En otras unidades:

1 atm = 76 cm Hg = 1.013 mb = 1.013,2 hPa = 1,03320 kgf/cm2 Si en vez de mercurio se utilizara agua se necesitaría una columna de 10.33 metros, la presión atmosférica se mide con un aparato llamado barómetro.

PRESION ATMOSFERICA

La Presión atmosférica es el peso que ejerce el aire de la atmósfera como consecuencia de la gravedad sobre la superficie terrestre o sobre una de sus capas de aire.

Como se sabe, el planeta tierra está formado por una presión sólida (las tierras), una presión liquida (las aguas) y una gaseosa (la atmósfera).

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve todo el planeta y está formado por mezcla de gases que en conjuntos llamamos aire, como todos los cuerpos, tiene peso, el cual ejerce una fuerza sobre la superficie terrestre es lo que llamamos presión atmosférica.

La presión atmosférica varia, no siempre es igual en los diferentes lugares de nuestro planeta y nuestro país, ni en la diferente época del año, en un lugar determinado experimenta variaciones asociadas con los cambios meteorológicos. Por otra parte, en un lugar determinado, la presión atmosférica disminuye con la altitud, como se ha dicho. La presión atmosférica decrece a razón de 1 mmHg o Torr por cada 10 m de 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.

Como podemos ver la presión ejercida. Por lo atmosférica se debe al peso (P: m.z) de la misma su valor es de 1001.000 páscales que corresponde a la presión normal. Existen otras unidades para medir la presión y la equivalencia entre estos son: 101.000 Pa = 1 atm = 760 mm Hg = 101 mb=760torr.