Básicamente, el barómetro es un instrumento que se utiliza para medir la presión atmosférica, esencialmente el peso del aire que cambia con la altitud.
Básicamente, el barómetro es un instrumento que se utiliza para medir la presión atmosférica , esencialmente el peso del aire. Este instrumento fue inventado por Evangelista Torricelli en 1643.
Sin embargo, el barómetro actual tiene algunas formas diferentes, por ejemplo: el barómetro a base de agua, el barómetro aneroide y el barómetro digital. El primero es similar al invento original de Mercury , que consistía en un recipiente de vidrio sellado, con un pico angosto, medio lleno de líquido.
Por otro lado, el barómetro aneroide consta de una pequeña celda hecha de una aleación de berilio/cobre, que se expande o contrae en función de la presión atmosférica. Sin embargo, los barómetros más modernos y pequeños son los digitales. Estos se encuentran en unidades de GPS.
historia del barómetro
En 1630, Giovan Battista Billiani envió una carta a Galileo Galilei , en la que instaba al científico a descubrir la razón por la cual el experimento con el transporte acuático no funcionó.
En definitiva, el experimento por el que se cuestionaba Billiani consistía en una bomba de succión en un desnivel de 21 metros, utilizada para aspirar agua. Posteriormente, Galileo descubrió que los límites de la bomba de succión eran 11 metros de columna de agua.
Entonces compartió los resultados con su discípulo, Torricelli, quien continuó sus estudios. Sin embargo, en estos estudios, y con la ayuda de Vincenzo Viviani, ambos pudieron demostrar que el aire tenía peso.
Al comienzo de sus experimentos, Torricelli, diseñó un prototipo de barómetro, con más o menos 18 metros, que utilizaba agua. Sin embargo, el experimento necesita un análisis más cuidadoso y, en cierto modo, más detallado, debido a las dimensiones del objeto en cuestión.
De esta forma, reemplazó el agua por mercurio , al ser un material 13 veces más denso, lo que permitió reducir el tubo de vidrio a 90 centímetros.
Procedimientos de Torricelli
Evangelista Torricelli, inventó el barómetro a través de un procedimiento científico, en el que sus etapas se dividieron de la siguiente manera:
- Usó un tubo capilar de 90 cm de largo cerrado en un extremo, donde un extremo se cerró con el pulgar.
- Puso mercurio (Hg) en el tubo capilar, que también se usa en los termómetros.
- Colocó el tubo capilar lleno de mercurio en posición vertical dentro de un recipiente más grande, también lleno de mercurio, y retiró el dedo.
- El mercurio dentro del tubo se filtró hasta 76 cm de altura.
- El extremo abierto del tubo permitía la exposición a la atmósfera, que era la responsable de la evacuación del mercurio hasta 76 cm.
- Torricelli llevó a cabo varias pruebas, a diferentes altitudes, y concluyó que la presión atmosférica variaba a medida que cambiaba la altura del mercurio .
Explicación del evento
El hecho de que el mercurio se estabilice a cierta altura en el tubo se explica porque el aire atmosférico ejerce presión sobre toda la superficie libre del mercurio contenido en el recipiente mayor. Por lo tanto, esta presión sostiene la columna de mercurio dentro del tubo.
Según el teorema de Stevin , los puntos A y B, situados en el mismo líquido y en el mismo plano horizontal, sufren la misma presión. En este sentido, Stevin definió que en el punto A la presión ejercida corresponde a la presión atmosférica.
Por otro lado, la presión en el punto B es la presión de la columna de mercurio de altura h que actúa sobre él. Por lo tanto, podemos concluir que:
patm = ugh
Dónde:
U – masa absoluta
g – aceleración
h – altura
funcionamiento del barómetro
Básicamente, el barómetro funciona de la siguiente manera: La altura de la columna de mercurio varía según la altitud a la que se realiza la medición. Vale la pena recordar que a grandes alturas, la presión atmosférica disminuye.
Por otro lado, a altitudes más bajas, la presión atmosférica tiende a aumentar. Sin embargo, fue a partir del estudio de Torricelli que se consideró la presión normal (altura del mar), equivalente a 760 mmHg (1 atm).
El barómetro digital se encuentra en unidades GPS dedicadas e incluso en relojes. Entonces reemplazan todas las partes mecánicas con un simple transductor de detección de presión, que mide la presión en Pascales.
Sin embargo, estos barómetros digitales deben calibrarse para proporcionar la lectura más precisa. En este sentido, es necesario introducir datos de altitud, aunque con el tiempo el barómetro descubre correctamente sus propias lecturas .
Sistema móvil
El sensor barométrico en un teléfono inteligente está relacionado con el GPS. Así, este sensor puede ser muy útil para corredores y ciclistas, por ejemplo, que quieran saber la longitud de su subida. Por otro lado, puede ser utilizado por curiosos que estén de viaje en una sierra o en avión .
Por cierto, puede ser utilizado por usuarios que necesiten conocer datos sobre cambios de presión, como por ejemplo: tormentas, frente frío o huracán. Sin embargo, el barómetro del GPS funciona como una fuente de datos complementaria para el sensor GPS.
En este sentido, añade medidas de altitud para una mayor precisión, ya que la presión atmosférica está directamente relacionada con la altitud. Así, el barómetro también puede funcionar como un altímetro.
El barómetro aneroide
El barómetro aneroide es mecánico y sin líquido, y tiene menos precisión que el barómetro de base líquida. A pesar de esto, es más portátil.
Así, el barómetro aneroide está formado por una cámara metálica parcialmente vaciada, con un resorte en su interior, que evita el aplastamiento.
Básicamente, la cámara se comprime cuando la presión aumenta y se expande y cuando la presión disminuye. Por lo tanto, la presión se mide por el movimiento de la cámara, transmitido a un puntero en el dial que está calibrado en unidades de presión.
Por cierto, este tipo de barómetro se usa a menudo en barógrafos, dispositivos que registran cambios en la presión, realizando la función de un altímetro.
unidad de presión estándar
En resumen, la unidad de medida utilizada en la medición de la presión es el Pascal (Pa) – (1 Newton/1m²), según el Sistema Internacional (SI). Sin embargo, los meteorólogos han utilizado la unidad de milibar (1 mb = 100 Pa) para medir el tema de la presión atmosférica.
También se utilizan milímetros de mercurio (mmhg) o pulgadas de mercurio. Por lo tanto, usando la unidad Pascual, o incluso la unidad de milibares, tenemos que la presión atmosférica promedio al nivel del mar es 101,325 KPa o 101,25 mb o incluso 760 mm Hg.
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