Presión Atmosférica: ¿Qué es?, formula, tipos, importancia y más

Se entiende como presión atmosférica, a la presión que ejerce la atmósfera sobre la superficie de la Tierra. Esta presión puede ser medida por elementos relativamente sencillos, de hecho hay experimentos que pueden utilizarse en casa para comprender de manera más sencilla y clara de que se trata esta presión. Aprende mucho más a continuación en este post.

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¿Qué es presión Atmosférica?

La presión atmosférica coincide en algún punto, numéricamente hablando, con el peso de una columna de aire estática de sección recta unitaria que va desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera.

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Entendiendo, de esta manera, que la densidad del aire disminuya conforme aumenta la altura no es posible poder calcular ese peso a menos que pudiera expresarse la variación de la densidad del aire en función de la altitud o de la presión, por lo que no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre un lugar de la superficie terrestre. Además tanto la temperatura como la presión del aire varían continuamente, en una escala temporal como espacial, dificultando el cálculo.

Sin embargo, se puede obtener una medida de la presión atmosférica en un lugar determinado, pero aun así no podemos tener muchas conclusiones. sin embargo, la fluctuación de dicha presión a lo largo del tiempo para obtener información útil, en combinación con otros datos meteorológicos, como por ejemplo que es la temperatura de la atmósfera, la humedad y el viento, puede proporcionar una imagen bastante precisa del clima, en ese lugar y también un pronóstico a corto plazo.

La presión atmosférica en un lugar determinado experimenta variaciones en las condiciones climáticas. Por otro lado, de cierta manera, la presión atmosférica disminuye con la altura, como se dijo anteriormente. La presión atmosférica se reduce a 1 mmHg o, seco por cada 10 m de altura en el océano adyacente. En la práctica, se utilizan algunos instrumentos, llamados altímetros, que son simples alturas calibradas de barómetro aneroide caliente; Estos instrumentos no son tan exactos.

La presión atmosférica también varía según la latitud. La presión atmosférica más baja al nivel del mar se alcanza en latitudes ecuatoriales. Esto es debido a la protuberancia ecuatorial de la Tierra, es decir que: la litosfera es la protuberancia de la tierra respecto al Ecuador, mientras que la hidrosfera son mas voluminosos y por ende mas vistosas por las costas de la zona ecuatorial en varios km, es el centro de la tierra en las zonas templadas, especialmente en las zonas polares.

Y debido a su densidad menor, la atmósfera es más espesa en la hidrósfera de Ecuador, de manera que su voluminosidad es mucho mayor que en las zonas polares y templadas. De manera que, la zona ecuatorial es el dominio permanente de la baja presión atmosférica por razones dinámicas resultantes de la rotación de la Tierra. Además, por lo tanto, la temperatura atmosférica disminuye en la zona templada un grado por 154 m de altura el promedio, mientras que esta cifra en los trópicos es de aproximadamente 180 m.

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Entre otro contexto, cabe mencionar que se definió como la presión atmosférica media a nivel del mar, que se supuso que era exactamente 101,325 Pa o 760 torr. Desde 1982, si especifica las propiedades físicas de las sustancias, lUPAC debería recomendar que la “presión estándar” se defina exactamente como 100 kPa o (≈750,062 Torr). Además de ser un número redondo, este cambio tiene una ventaja práctica, ya que 100 kPa equivale a una altura de 112 metros aproximadamente, que se acerca al promedio de 194 m de la población mundial.

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Fórmula

La atmósfera es una capa gaseosa de aproximadamente 100 km de espesor que rodea la Tierra. Cualquier objeto cercano a la superficie de la Tierra vive inmerso en él y, por lo tanto, estará sujeto a su presión, así como cualquier objeto dentro de un fluido.

Como fluidos, cuanto mayor es la profundidad, mayor es la presión. En este caso, la profundidad se refiere a la proximidad de la superficie de la Tierra. Por lo tanto, cuanto más nos acercamos unos a otros, mayor será la presión atmosférica que tendremos que soportar y cuanto más nos alejemos de la superficie, menos presión sufriremos.

En cualquier caso, los gases que componen la atmósfera cambian constantemente su temperatura y su peso también se ven afectados, lo que significa que en un punto de la Tierra la presión no siempre es la misma. De hecho, estos cambios de presión son los responsables de los gases que se mueven de un lugar a otro, causando lo que conocemos como los cambios climáticos.

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La presión atmosférica es la presión ejercida por los gases de la atmósfera sobre cualquier cuerpo que está inmerso en ella y se calcula por medio del Principio Fundamental de la Hidrostática y su formula se presenta a continuación:

1 b = 100000 Pa. 1 mb = 100 Pa. Un milímetro de mercurio es la presión necesaria para aumentar la altura del mercurio en el tubo de Torricelli un milímetro. 1 mmHg = 133,3 Pa.

Vamos a desgrlosar las siglas para entender mejor la formula. La presión atmosférica se mide en Pascales (Pa), aunque para este tipo específico se suelen emplear otras como atmósferas (atm), bares (b), milibares (mb) o el milímetro de mercurio (mmHg) lo que quiere decir que:

Una atmósfera en la presión que se necesita para equilibrar una columna de 760 mm de mercurio. 1 atm = 101325 Pa, aunque en ocasiones se suele utilizar 1 atm = 101300 Pa.
1 b = 100000 Pa
1 mb = 100 Pa
Un milímetro de mercurio es la presión necesaria para aumentar la altura del mercurio en el tubo de Torricelli un milímetro. 1 mmHg = 133,3 Pa

Presión atmosférica a nivel del mar

La presión atmosférica a nivel del mar disminuye con la altura. Disminuye más rápido en los primeros kilómetros contados a partir del suelo. Cuanto más nos elevamos, menos aire queda y el peso del aire es menor. Un punto alto soporta menos presión que un punto bajo. Sobre una superficie dada, por ejemplo 1 cm2, el aire situado encima ejerce menos presión cuanto más arriba la situemos.

  • Al nivel del mar, el valor de la presión, a la que llamamos” normal”, es de 760 mm Hg (1.013 mbar).
  • A a una altura de 5.500 m este valor se reduce a la mitad.
  • Y a una altura de 10.000 metros (altura a la que vuelan los aviones), la presión atmosférica es 4 veces menor que al nivel del mar.

Entendiendo esta variación de presión, ahora se puede comprobar midiendo la temperatura de ebullición de un líquido a diferentes alturas: cuanto mayor sea la altura menor es su temperatura de ebullición. La explicación de este hecho está en que para que un líquido hierba sus moléculas deben tener una determinada presión, que debe ser igual o mayor que el valor de la presión atmosférica del aire que tiene encima.

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Experimentos de presión atmosférica

Hoy, veremos fácilmente el efecto de la presión atmosférica sobre el agua. No es un experimento peligroso, pero los niños necesitan un adulto para hacerlo porque tenemos que usar un encendedor. Los materiales son fáciles de encontrar en casa:

Material:
– Una luz
– Un encendedor o fósforo.
– Un tubo de vidrio
– Un plato hondo
– Agua

Procedimiento:
Vertimos agua en el plato, en un nivel allí, cuando se establece la luz, el agua no apaga la llama. Colocamos la luz cuidadosamente sobre la placa y la iluminamos con el encendedor (o una cerilla). Cuando la llama esté estable, cubra la luz con el vidrio.

Notaremos que la llama se extingue por el oxígeno limitado dentro del vidrio. Finalmente, la llama expirará y el vidrio “absorberá” parte del agua en el recipiente. ¿Por qué sucede esto?

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El aire dentro del vidrio está caliente, porque la llama obtiene el gas a su alrededor para alcanzar una temperatura alta y se expande. Cuando la luz se apaga (debido a la falta de oxígeno), la temperatura desciende drásticamente, lo que hace que el gas dentro del recipiente se comprima y reduzca la presión.

Es por eso que el agua sube porque la presión atmosférica exterior la “empuja” hasta que es igual a la presión interna, excepto para ocupar el espacio que el gas ha dejado vacío cuando está comprimido.

Instrumentos de medición

Ahora comprendemos que la presión atmosférica es la fuerza que ejerce el aire sobre la superficie terrestre de forma general. Así que para determinar la presión atmosférica, esta se mide con un instrumento que se conoce como barómetro y se mide en bares, hectobares y milibares (Los hectobares y los milibares tienen idéntico valor).

Todos los planetas que conforman el universo, así como los satélites, que cuentan con atmósfera tienen presión atmosférica, sin embargo, la presión varía en función del planeta o satélite en cuestión. Para detallar este valor, el promedio de presión atmosférica en la tierra es de 1013.15, sin embargo, en Venus equivale a 90.000 hectobares o milibares, es decir, a 90 veces la presión atmosférica de la tierra, lo que hace inviable la vida en Venus.

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Cuando el aire de la atmósfera se enfría, desciende y aumenta de esta forma la presión, gradualmente. Esto lo que produce de manera consecuente es una estabilidad barométrica que se conoce como anticiclón térmico, formándose así una zona de calma en la que no hay vientos y de clima frío, seco y soleado. (Ver: Cosmología Griega)

Tradicionalmente, la presión atmosférica fue medida antiguamente por un barómetro de mercurio. El primero fue inventado en 1643 por un asistente de Galileo. El cual fue un barómetro mercurial, este tiene una sección de mercurio, la cual esta expuesta a la atmósfera e indica de manera practica y sencilla el nivel en el que se encuentra la presión atmosférica.

La atmósfera entre tanto va a ejercer una fuerza descendente sobre el mercurio. De esta manera, si hay un aumento en la presión, entonces la fuerza del mercurio va a subir dentro del tubo de vidrio y este va a marcar el nivel en el que se encuentra. Cabe señalar que la medida más alta es la que vamos a utilizar para conocer estos valores.

Si la presión atmosférica disminuye; entonces la fuerza descendente del mercurio va a disminuir gradualmente, y la altura del mercurio dentro del tubo también va a descender. Es entonces cuando este va a mostrará una medida más baja respectivamente. Este tipo de instrumento se puede utilizar en un laboratorio o estación meteorológica, pero no es fácil de transportar. Las medidas de un barómetro mercurial se expresan básicamente en pulgadas de mercurio (en Hg).

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Se puede usar un barómetro aneroide en lugar de un barómetro de mercurio, ya que este es más fácil de transportar y, a menudo, es más fácil de leer. Este instrumento contiene células selladas que se contraen o expanden como una función de los cambios en la presión atmosférica. Si aumenta la presión, las celdas se contraen entre sí. Si la presión disminuye, las células aumentan de tamaño. Los cambios en las células implican un brazo mecánico que indica si la presión del aire es mayor o menor.

Si queremos saber qué presión atmosférica hay en cierto lugar del planeta, podemos usar los barómetros, es decir, el barómetro de mercurio o el barómetro aneroide.

Barómetro de mercurio

Este instrumento de medida de la presión atmosférica te será familiar, porque de hecho es que se trata del tubo de Torricelli estudiado anteriormente, al que se le incluye una escala graduada.

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  • El barómetro de mercurio mide la presión atmosférica midiendo la altura de una columna de mercurio.
  • En la imagen como podemos observar, el tubo del barómetro tiene un termómetro a su derecha.
  • En su parte superior, los tubos de los barómetros transportan una parte móvil, que envuelve el tubo y puede deslizarse, y que se ajusta a la altura alcanzada por el mercurio en el tubo. Esta marca se deja en el punto en que el mercurio llega en cada lectura para “recordar” el último valor leído y poder ver cuánto la presión varió al hacer la próxima lectura.

También se puede observar que lleva, en la zona adyacente al tubo, una placa magnética móvil con una escala que se coloca como la altura del mar, que es el barómetro al lado del nivel de mercurio en el tubo. Se trata básicamente de hacer corresponder las expresiones grabadas en esa escala, que van de tempestad a muy seco, con la altura que alcanza el mercurio en el tubo para ese día, para poder pronosticar cómo va a variar el tiempo en las próximas horas según hacia donde se desplace el mercurio.

Por último, tenemos que el depósito de mercurio está en la parte inferior del barómetro y tiene un tapón para evitar que se derrame cuando este se mueva. En el momento de la medición, este tapón debe estar desenroscado, para que el aire ejerza presión sobre el tanque. La presión del aire, que depende del tiempo atmosférico que hace en ese momento, es la que aumenta la columna de mercurio más o menos.

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Barómetro aneroide

Se trata de una caja que contiene aire a baja presión. Adosada a dicha caja se incluye una varilla metálica que mueve una aguja situada sobre un disco graduado. Cuando aumenta la presión se comprime la caja y sube la varilla, y viceversa.

Tipos de presión atmosférica

Además de la temperatura, la presión es una de las magnitudes físicas más importantes. La presión se define como una fuerza (FN) actuando en una determinada área (A). Los diferentes tipos de impresión difieren según la presión de referencia:

Presión absoluta

Es la presión de un elemento que se mide en relación al cero absoluto o vacío perfecto.

En defintiva, es relativa o se mide en relación al vacío total y es el resultado de la suma de la presión atmosférica y la presión manométrica. Por lo tanto podemos decir que, la presión absoluta suele ser mayor que la presión atmosférica. De hecho, en el caso de que la presión absoluta sea menor que la presión atmosférica se conoce como una depresión atmosférica.

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Esta presión únicamente es cero cuando no se produce choque entre moléculas, lo que indicaría o que la velocidad de las moléculas es muy baja o que la proporción de moléculas en estado gaseoso es muy pequeña.

La presión de referencia más inequívoca es la presión cero, que prevalece en el espacio sin presión atmosférica. Una presión relativa a esta presión de referencia se llama presión absoluta. Para identificarlo correctamente utilizamos la abreviatura abs, que es derivada del latín “absolutus”, es decir, indiferente, independiente. (Ver: Como la luna afecta a las Mareas)

Presión atmosférica

La presión atmosférica, se le abrevia “pamb” (amb = ambiens = alrededor) se crea por el peso de la envoltura aérea que rodea la tierra hasta una altura de aprox. 500 km. Hasta esta altura, en la que prevalece la presión absoluta pabs = cero, la presión disminuye continuamente. Además, la presión atmosférica del aire está sujeta a fluctuaciones meteorológicas. A nivel del mar, el promedio de pamb es de 1013.25 hectopascales (hpa) correspondientes a 1013.25 milibares (mbar). La presión atmosférica puede variar en una rango de hasta 5%.

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Presión diferencial

La diferencia entre dos presiones p1 y p2 se le denomina como una presión diferencial Δp = p1 – p2 . En los casos en que la diferencia entre dos presiones representa la propia variable medida se refiere brevemente a la presión diferencial p1,2.

Presión relativa (presión manométrica)

Para medir correctamente la presión atmosférica surgió la denominada presión relativa, la cual es el producto que se mide en relación con la presión absoluta, es decir, el valor cero de la presión relativa corresponde al valor de la presión absoluta. Por lo tanto, la presión relativa es la que mide la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica de un lugar determinado.

La presión relativa Pe (e = excedens) se trata de la diferencia entre presión absoluta y presión atmosférica (pe = pabs – pamb). Se aplica en aquellos casos en los que la presión es superior a la presión atmosférica. Cuando esta cantidad es por debajo de la presión atmosférica hablamos de presión negativa o presión de vacío.

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Presión atmosférica de la tierra

El estado del tiempo es la condición en que se encuentra la atmósfera en un determinado momento y lugar. La mayoría de los estados del tiempo ocurren en la troposfera, la cual es la capa más baja de la atmósfera.

Los meteorólogos, científicos que estudian y predicen los estados del tiempo,son capaces de medir y describir los estados del tiempo de muchas maneras. La temperatura y la presión del aire, la cantidad y el tipo de precipitación, la fuerza y la dirección del viento, además y como si fuera poco también miden los tipos de nubes, son todos factores descritos en un informe del estado del tiempo.

Los estados del tiempo cambian todos los días porque el aire en nuestra atmósfera está siempre en movimiento y distribuye la energía del Sol de manera variable. En casi todo el mundo, los tipos de eventos de los estados del tiempo varían a lo largo del año a medida que van cambiando las estaciones, es por ellos que vemos los diferentes fenómenos meteorológico que se presentan en cada época del año.

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Presión atmosférica del agua

Primero que nada, es necesario dejar en claro que en la superficie de la Tierra el aire es bastante denso. La presión de aire en la atmósfera de la superficie de la Tierra es bastante alta cuando la medimos cerca del nivel del mar. Por ejemplo, cuando uno asciende en un avión o hasta la cima de una montaña, hay menos presión en el ambiente.  Lo que explica que a mayores elevaciones, el aire es menos denso. Es por esto que los científicos dicen que la presión atmosférica varía directamente con la densidad del aire.

Existe un patrón internacional que nos permite indicar que si la temperatura al nivel del mar es de 15oC (59oF), la presión atmosférica será de 29.92 pulgadas de la columna de mercurio (1013.2 mb). Si no se encuentra a nivel del mar y arroja estas temperaturas en promedio, la presión atmosférica será diferente.

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La presión atmosférica más alta que se haya registrado fue de 32.06 pulgadas de la columna de mercurio, en Tosontsengel, Mongolia, el 19 de diciembre del 2001. La presión más baja, en condiciones normales, en cualquier época del año (sin considerar las registradas en tornados) fue de 25.69 pulgadas de la columna de mercurio, en el Pacífico Oeste, durante el tifón Tip, el 12 de octubre de 1979.

Presión atmosférica del Everest

El Everest es conocido mundialmente como el pico más alto de la Tierra, un lugar de encuentro y aventura para los escaladores y un ejemplo de belleza natural. Los nepaleses lo llaman Sagarmathā, los chinos la conocen como Zhūmùlǎngmǎ Fēng y los tibetanos la llaman Chomolungma. Para la mayoría de los occidentales, es el Everest, un nombre dado a él en homenaje a George Everest, un topógrafo que estudió la geografía de la India durante el siglo XIX.

Esta montaña forma parte del Himalaya, situada en el sudeste de Asia, entre el subcontinente indio y el resto de Asia. Establecida en Nepal y Tíbet (China), se eleva a 8.848-8.850 metros sobre el nivel del mar y su complejo cubre un área de aproximadamente 594.400 km2. Muestra una forma similar a la de una pirámide de tres lados. Debido a su altura, el aire en las partes superiores no tiene oxígeno y el área es alcanzada por fuertes vientos en medio de un clima helado. (Ver: Quien creo o como surgió el universo)

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La presión atmosférica que posee el monte everest es de: 382,1 hPa (38,21 kPa)

Presión atmosférica de marte

La atmósfera de Marte consiste principalmente de dióxido de carbono (95%), nitrógeno (3%) y argón (1.6%), y contiene rastros de ácido, agua y metano que son muy diferentes a la tierra. Recientemente, ha habido un mayor interés en estudiar su composición mediante la detección de pequeñas cantidades de metano, que pueden indicar la aparición de alguna forma de vida.

La atmósfera de Marte es ligera, y la presión atmosférica en la superficie varía de 30 Pa (0,03 kPa) en la cúpula de montaje Olympus más de 1155 Pa (1155 kPa) en las depresiones de Hellas Planitia con una presión media a la superficie de 600 Pa (0,600 kPa), en comparación con la presión de 101300 Pa (101,3 kPa) en tierra.

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Presión atmosférica hidrostática

Si una superficie se pone en contacto con un líquido en equilibrio (en reposo), el líquido, el gas o el líquido ejercen fuerzas normales sobre la superficie. Entonces la presión hidrostática puede decir que es la fuerza por unidad de superficie ejercida por un líquido o un gas perpendicular a la superficie.

Un líquido pesa, ejerce presión sobre las paredes y el fondo del recipiente que lo contiene, ademas de la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, conocida como presión hidrostática, causa en los líquidos en reposo una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o sobre la superficie del objeto sumergido, independientemente de la orientación que adopten las caras.

Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de la presión ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y la altura del líquido con referencia al punto desde el cual se mide.

Se calcula mediante esa expresión:

P= pgh + p0

¿Cuál es su importancia?

Es importante a nivel meteorológico, a las zonas de baja presión se las llama ciclónicas, y suelen provocar tormentas. Al contrario las de alta presión se las llama anticiclones y en general se acompañan de buen tiempo. Los aparatos para medir la presión (barometros ). Se los utiliza para pronosticar el tiempo, a veces en forma casera.

Además de que esta regula las masas de aire frío y cálido en grandes extensiones o locales (micrositios), así una masa de alta p° trae buen tpo, pocas lluvias o muy escasas y distanciadas (implica que hay que inducir el riego artificialmente), viceversa con las bajas P°.

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Animal: tiene más influencia en la alimentación, ya que si tiene altas P°, produce; pocas lluvias y escaso alimento. En general los animales se adaptan a cambios en las P° atmosférica estacionales y viajan y/o se reproducen en los periodos más favorables para el éxito de las crianzas. (Ver: Curiosidades del Planeta Mercurio)

En las actividades agrícolas, la presión atmosférica solo influye en la regulación de las lluvias. Las limitaciones agrícolas en zonas altas están asociadas a las bajas temperaturas, no a las bajas presiones atmosféricas. Los seres vivos están adaptados a vivir en determinados nichos ecológicos en los que la presión es determinante. Además la presión es el origen de los vientos.

La presión atmosférica va de la mano de la altura sobre el nivel del mar algunas especies sobre todo forestales no crecen al nivel del mar y viceversa.

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