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La presión atmosférica



  1. Introducción
  2. ¿Qué es la presión
    atmosférica?
  3. ¿Quién descubrió la
    presión atmosférica?
  4. ¿Quiénes participaron en la
    investigación de la presión
    atmosférica?
  5. La
    presión atmosférica en la
    salud
  6. Experimento
  7. Gráficas e
    imágenes
  8. Conclusiones
  9. Referencias

Introducción

La
siguiente
investigación se refiere a la Presión
Atmosférica, la cual podemos definir como la capa de aire
que cubre la Tierra, por efecto de la gravedad, ejerce una
presión sobre todos los cuerpos que habitamos en ella.
Aunque la capa de la atmósfera se eleva hasta unos mil
kilómetros de alto, es solo en los primeros 50
kilómetros donde se condensa la mayor parte del
aire.Según nos vamos alejando de la tierra, la densidad de
la atmosfera decrece y la fuerza del aire va decreciendo
igualmente. La presión atmosférica suele ser
más fuerte al nivel del mar y menos fuerte en una
montaña elevada. La presión atmosférica, se
puede saber si el aire pesa, ya que en la antigüedad por sus
creencias pensaban del "horror del vacío", Aparte de esta
información se incluyo un experimento para que se pueda
saber cómo es la presión atmosférica y una
manera entretenida de pasar el tiempo descubriendo de este
tema.

¿Qué es la presión
atmosférica?

La presión atmosférica se
puede decir que es la presión que se ejerce en la
Tierra.

Es un punto que se asimila
numéricamente con el peso que se da en una columna
estática de aire de una sección de recta unitaria
que se extiende desde un punto hasta que se tiene límite
superior de la atmosfera. Como la densidad del aire poco a poco
disminuye conforme se aumenta la altura, no se puede calcular ese
peso a menos que exista alguien que sea capaz de describir la
variación de la densidad del aire en la función de
la altitud o de la presión. Por ello no se puede resultar
ser sencillo hacer un cálculo que sea correcto de la
presión atmosférica sobre un lugar de nuestra
superficie terrestre, por lo contrario, se dice que es
difícil medirla o por lo menos saber con cierta exactitud
ya que la temperatura como también la presión del
aire están variadas constantemente.

La presión atmosférica de
nuestra Tierra en un lugar exacto se experimenta demasiadas
variaciones que se asociaron con los cambios del clima. Por otra
gran parte, en un lugar determinado, la presión
atmosférica se disminuye con la altitud, como se ha
dicho.

La presión atmosférica se
decrece a razón de 1mmhg o Torr por cada 10 de
elevación en los niveles aproximados al mar. En las
practicas se utilizan materiales y instrumentos, llamados
altímetros, que son sencillamente barómetros
aneroides calibrados en superficies altas, estos instrumentos son
demasiado precisos.

La presión atmosférica
normal, en la atmosfera, fue definida como la presión
atmosférica media a nivel del mar que se adapto como
exactamente 101 325 Pa o Torr. A partir de 1982, la IUPAC
recomendó que si se llega a tratar de explicar las
propiedades físicas de las sustancias de la presión
debía definirse exactamente a 100Kpa o (-750,062
Torr).Aparte de ser un numero redondo, este cambio que tiene una
ventaja fácil porque 100kPa Equivalen a una altitud
aproximada de 112 metros , que está cercana al promedio de
194 m de la población del mundo.

En la antigüedad se estaban lejos de
pensar cuál sería el peso del aire. Lo que se
considera como un cuerpo que por naturaleza tendrá que
elevarse. Cuando algunos o todos jardineros de Italia quisieron
elevar agua aspirándose como una bomba de hélice,
se aprecio que no podían superar la altura de 10,33m
(cerca de 34 pies). Consultado por Galileo se determino
éste que es el horror de la naturaleza al vacio se
limitaba con una gran fuerza que equivale al peso de 10,33 m de
agua (lo que viene a ser 1 atm de presión), y se
denominó a dicha altura alteza
limitatíssima.

En 1643, Torricelli tomó un
pequeño tubo de vidrio de un metro de longitud y lo
llenó de "planta viva" (mercurio). Manteniéndose el
tubo cerrado con su propio dedo, lo invirtió e introdujo
en una vasija con mercurio. Al retirar su dedo pudo comprobar que
el metal se descendía hasta lograr formar una línea
cuya altura era 13,6 veces menor que la que se obtenía al
realizar el experimento de agua. Como se sabía que el
mercurio era 13,6 veces más pesado que el agua, se pudo
identificar que ambas líneas de líquido soportaban
el mismo contrapeso, sospechándose que solo el aire era
capaz de realizar la mencionada fuerza.

Luego de ala edad temprana se llego la
muerte de Torricelli, llegaron sus experimentos a los
oídos de Pascal, a través del Padre Mersenne que
los dio a conocer por medio de un tratado, actualmente depositado
en París. Después aceptando inicialmente la
teoría del horror al vacío, no llego a tardar
Pascal en cambiar de idea al observar los resultados de los
experimentos que realizó. Utilizando un tubo encorvado y
usándolo de forma que la atmosfera no tuviera ninguna
influencia hacia el líquido. Observó que las
líneas llegaban al mismo nivel. Aunque, cuando
permitían que la acción de la atmosfera, el nivel
cambiara.

Los resultados le indujeron a llevar el
experimento definitivo, que es consistente transportar el
barómetro a distintas altitudes y saberse si realmente el
peso del aire que se determinaba la ascensión del liquido
en el tubo. Al escribir a Perier, uno de sus parientes, el 15 de
noviembre de 1647 acerca del este experimento proyectado, se
decía:

"Si sucede que la altura que la plata
viva es menor en lo alto de la montaña que abajo, se
ducirá necesariamente que la gravedad y presión del
aire son la única causa de esta suspensión de la
plata viva, y no el horror al vacío, porque es verdad que
hay mas aire que pese al pie de la montaña que en su
vértice."

El 19 de septiembre de 1648,Pelier
cumplió el deseo de su cuñado realizando el
experimento en la cima de Puy-de dome comparándose que la
medida realizada en la cima , era una altura de 500 toesas (cerca
de 1000m), con la base, tomada por el padre Castin, encontrando
la diferencia de las tres y media columnas entre ambas. La idea
del horror vacui quedo definitivamente olvidada,
realmente ahora el aire pesa.

Torricelli 12 años antes del
experimento afirmaba que El aire es pesado, se lo puede
comparar a un vasto de manto de lana que envuelve la Tierra hasta
más allá de las nubes; el peso de esta lana
comprime la superficie del mercurio en la cuba, impidiendo que
descienda la columna mercurial.

Cuando el aire esta frio, desciende,
haciendo aumentar la presión y provocando estabilidad y
forma, entonces, una anticiclón térmica. Cuando el
aire está caliente, asciende, haciendo bajar la
presión y provocando inestabilidad. Se forma entonces un
ciclón o borrasca térmica.

Además, el aire frio y cálido
rehúsan a mezclarse, debió a la diferencia de
densidades y cuando se encuentran en superficie, el aire frio
empuja hacia arriba al aire caliente provocando un descenso de la
presión e inestabilidad, por causas dinámicas. Se
forma entonces un ciclón, o borrasca dinámica. Esta
zona de contacto es la que se conoce como frente. Cuando el aire
frio y el cálido se encuentran en altura, descienden en
convergencia dinámica, haciendo aumentar la presión
y provocando estabilidad. Se forma, entonces un anticiclón
dinámico.

¿Quién descubrió la
presión atmosférica?

Evangelista Torricelli nacido en Faenza,
Italia el 15 de octubre en 1609. Quedó
huérfano a pequeña edad, por causas desconocidas,
por lo que fue criado por su tío, Jacob Torricelli, un
fraile camaldulense que le enseñó humanidades. En
1627 fue mandado Roma para que estudiara ciencias con el
benedictino Benedetto Castelli, llamado por Urbano VII para
enseñar matemáticas en el colegio de Sapienza y uno
de los primeros discípulos de Galileo.

Estudió una las obras "ies
sefarad, Dialoghi delle nuove
scienze 
(Diálogo de la nueva ciencia, en
español)", la cual se inspiró a crear por si mismo
algunos de los principios mecánicos allí
establecidos que recogió en su obra De motu.
En 1632
, Castelli se puso en contacto con Galileo para
mostrarle el trabajo de Torricelli y solicitarle que le acogiera,
propuesta que Galileo aceptó, por lo que Torricelli se
trasladó a Arcetri, donde ejerció a unirse a
Galileo los últimos tres meses de la vida del sabio
italiano, quien falleció a principios del año
siguiente. Tras la muerte de Galileo, Torricelli, que deseaba
volver a Roma, cedió a las distinciones de Fernando
II de Toscana y, nombrado filósofo y
matemático del gran duque y profesor de matemáticas
en la Academia de Florencia, que se estableció en esa
ciudad.

En 1643 decido realizar su propio
descubrimiento del que le haría pasar a la posteridad: el
principio del barómetro, que demostraba que si
existía la presión atmosférica,
después que fue demostrado por Pascal realizando
mediciones en diferentes alturas. Aunque el mencionado
experimento ha pasado a la historia por la importancia del
barómetro y de la medida de la presión
atmosférica, la motivación inicial tanto de
Torricelli como de Pascal para realizar este experimento fue
refutar la teoría aristotélica de que "la
naturaleza tiene horror al vacío". La unidad
de presión torr se nombró en su
memoria. Enunció, además, el teorema de
Torricelli de importancia fundamental
en hidráulica.

En el año de  1644 se
publicó su trabajo sobre el movimiento bajo el
título Opera geométrica. La
publicación, junto a esta obra, de varios trabajos sobre
las partes de las curvas cicloides le supuso una agria
disputa con Roberval quien le acusó
de copiar sus soluciones del problema de la cuadratura
de dichas curvas. Aunque no parece haber dudas de que Torricelli
llegó al mismo resultado de forma de sí mismo, el
debate sobre la primicia de la solución se prolongó
hasta su muerte.

Entre todos los experimentos que realizo,
se encuentra el principio que dice que si una serie de cuerpos
están unidos de modo tal que, debido a su movimiento,
su centro de gravedad no puede ascender o descender,
entonces dichos cuerpos están en equilibrio.
Descubrió además que la envolvente de todas
las trayectorias parabólicas descritas por
los proyectiles lanzados desde un punto con igual velocidad, pero
en direcciones diferentes, es un paraboloide de
revolución. Así mismo, empleó y mejoro el
método de los indivisibles de Cavalieri.

También realizó importantes
mejoras en el telescopio y el microscopio, siendo
numerosas las lentes por él fabricadas y
grabadas con su nombre que aún se conservan en
Florencia.

¿Quiénes participaron en la
investigación de la presión
atmosférica?

Blaise Pascal (19 de
junio 1623 -  19 de agosto de 1662)
fue

un matemático, físico, filósofo cristiano y escritor.
Su conexión en las matemáticas y las ciencias
naturales agregan el diseño y construcción de una o
más calculadoras mecánicas, aporte a la
probabilidad de investigaciones sobre fluidos y la
explicación de conceptos como la presión y el
vacio. Después de su experiencia religiosa en 1654,
después de todo esto Pascal abandono las
matemáticas y las físicas para dedicarse a la
filosofía y a la teología.

Blaise Pascal nació en el seno de
una familia noble en Clermont en la zona de Auvernia,
del Macizo Central francés. Su
padre, Étienne Pascal, tras haber recibido una
formación como jurista en París, era un
magistrado de alto rango  que se desempeñaba como
juez vicepresidente del tribunal de impuestos de Auvernia en
Clermont. Por otra parte, Étienne Pascal se demostrara
después más tarde como matemático. Su madre,
Antoinette Begon provenía de una familia burguesa de
comerciantes acomodados que también aspiraba a la
Noblesse de robe. Blaise Pascal tenía dos
hermanas, Gilberte y Jaqueline. A la primera, tres años
mayor que Blaise, se le conoce mucho más, puesto que fue
ella quien escribió la primera biografía publicada
sobre su hermano. Al nacer Jaqueline, su hermana dos años
menor, la madre no pudo recuperarse de aquel parto complicado y
dificil, de modo que Pascal perdió su madre desde muy
pequeño, juntos con sus hermanas.

Algún tiempo después, ya sin
la madre, Étienne Pascal se trasladó con su familia
a París, llevando también a una niñera que
estaba a cargo del cuidado de sus tres hijos
semihuérfanos. Blaise tenía para entonces ocho
años y el objetivo de su padre era abrirle en la capital
francesa mayores posibilidades que las existentes en la provincia
para su educación y despliegue de capacidades, a todos los
hijos, pero particularmente para Blaise, quien llamaba mucho la
atención por su capacidad intelectual
superdotada.

La presión
atmosférica en la salud

Los daños que se causan por la
presión atmosférica se causan en estructuras del
cuerpo, aumento de presión, se disminuye el volumen
gaseoso e inversamente cuando baja la presión, aumenta el
volumen del gas. Se ven afectados los oídos, los senos
parnasales,
el parénquima pulmonar y demasiadas
mas enfermedades de base impedir a los conductos de
comunicación en la zona atmosférico y dificultan la
entrada de aire.

Los efectos o enfermedades que pueden
causarse son barotitis (con gran dolor óptico), la
baro sinusitis (con gran dolor facial) y las diferentes
afecciones del pulmón, sobre todo en el ascenso
desde el fondo del mar o descenso, suelen ser causando en lugares
menos oportunos

Debemos saber que los efectos que el medio
ambiente puede causar físicamente a un ser vivo, cuando se
transportan a un hábitat normal puede ser por ejemplo a
las alturas pudiendo ser el "mal de la montaña" con una
expresión de una "Hipo presión absoluta" por la
altura. A unos 3.000 metros de una altura de presión
atmosférica del 02 disminuyendo al 110 mm de Hg (Los 157
que se tienen al nivel del mar), y a unos 6.000 metros de altura
disminuyendo aún más y hasta 75 mm de Hg. Esto se
lleva a una falta importante de 02 en la sangre y tejidos
vascular izados , que se genera una demanda de regulación
fisiología , se es importante los fenómenos del
cuadro clínico severo que se presenta con edema cerebral y
edema pulmonar agudo , que en ocasiones puede llegar ocasiones
bruscas que llevan a la muerte.

Un periodo de tan sólo tres
días de escasa mezcla atmosférica puede llevar a
concentraciones elevadas de productos peligrosos en áreas
de alta contaminación y, en casos extremos, producir
enfermedades e incluso la muerte. En 1948 una inversión
térmica sobre Donora, Pennsylvania, produjo enfermedades
respiratorias en más de 6.000 personas ocasionando la
muerte de veinte de ellas. En Londres, la contaminación
segó entre 3.500 y 4.000 vidas en 1952, y otras 700 en
1962. La liberación de isocianato de metilo a la
atmósfera durante una inversión térmica fue
la causa del desastre de Bhopâl, India, en diciembre de
1984, que produjo al menos 3.300 muertes y más de 20.000
afectados. Los efectos de la exposición a largo plazo a
bajas concentraciones de contaminantes no están bien
definidos; no obstante, los grupos de riesgo son los
niños, los ancianos, los fumadores, los trabajadores
expuestos al contacto con materiales tóxicos y quienes
padecen enfermedades pulmonares o cardiacas. Otros efectos
adversos de la contaminación atmosférica son los
daños que pueden sufrir el ganado y las
cosechas.

Experimento

Materiales:

-Globo

-Vaso

-Trocitos de papel

-Cerillos

Procedimiento

Primeros debes inflar el globo. Hazlo
apenas un poco, más o menos a 1/3 de su tamaño
mayor. Esto lo haremos para que las paredes del mismo no queden
tan delgadas, como sucedería si lo inflamos a su
tamaño normal.

Ahora toma un trozo pequeño de papel
y lo enciendes con los cerrillos.Colocalo dentro del vaso y
espera a que se apague

Inmediatamente después que la llama
se extinguió, pon el globo sobre la boca del vaso, y haz
un pcoo de presión para que el aire no pueda entrar ni
salir.

Luego de un par de segundos, verás
que puedes levantar el vaso solo con jalar del globo.

¿Cómo funciona?

Cuando colocamos el trozo de papel encendido dentro del
vaso, la combustión de éste y sus gases, hacen que
el aire que está dentro del vaso también se
caliente. Sabemos que cuando un gas se calienta, se dilata, lo
que significa que aumenta su volumen.

A continuación colocamos el globo sobre el vaso,
y presionamos, de modo que ya no puede salir ni entrar
aire.

Pero la combustión ya
terminó, y el aire dentro del vaso comienza a enfriarse.
Al contrario de lo que sucede cuando calentamos el aire, al
enfriarlo éste se contrae, es decir, disminuye su volumen.
La presión dentro del vaso es ahora menor que la
presión fuera de éste.

Es por eso que la presión atmosférica
presiona el globo contra el vaso y viceversa, haciendo que
podamos levantarlos de ese modo.

Gráficas e
imágenes

Se muestra en la siguientes graficas la presión
atmosférica al nivel del mar y como cambia dependiendo de
la altura.

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Conclusiones

A base de este tema esperemos que las dudas fueran
resueltas sobre el tema de "¿Qué es la
presión atmosférica?" y dando algunos conceptos
sobre ella, sus ventajas y no ventajas sobre el tema hablado. La
presión atmosférica es tan importante como nuestro
planeta ya que por ella podremos saber si es que llega a existir
el tan mencionado en el tema del "miedo al vacio".

Referencias

www.wikipedia.com/wiki/presion_atmoferica

 

 

Autor:

Yaydelin Varela Flores

 

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