Barómetro
Un barómetro es un instrumento científico que se utiliza para medir la presión del aire en un entorno determinado. La tendencia de la presión puede pronosticar cambios a corto plazo en el clima. Muchas mediciones de la presión del aire se utilizan en el análisis del clima de superficie para ayudar a encontrar valles de superficie, sistemas de presión y límites frontales.
Los barómetros y los altímetros de presión (el tipo de altímetro más básico y común) son esencialmente el mismo instrumento, pero se usan para diferentes propósitos. Se pretende que un altímetro se use en diferentes niveles que coincidan con la presión atmosférica correspondiente a la altitud, mientras que un barómetro se mantiene en el mismo nivel y mide cambios sutiles de presión causados por el clima y los elementos del clima. La presión atmosférica media sobre la superficie terrestre varía entre 940 y 1040 hPa (mbar). La presión atmosférica media al nivel del mar es de 1013 hPa (mbar).
Etimología
La palabra barómetro se deriva del griego antiguo βάρος ( báros), que significa "peso", y μέτρον (métron), que significa "medida".
Historia
Aunque a Evangelista Torricelli se le atribuye universalmente la invención del barómetro en 1643, la documentación histórica también sugiere que Gasparo Berti, un matemático y astrónomo italiano, construyó sin querer un barómetro de agua en algún momento entre 1640 y 1643. El científico y filósofo francés René Descartes describió el diseño de un experimento para determinar la presión atmosférica ya en 1631, pero no hay evidencia de que construyera un barómetro funcional en ese momento.
El 27 de julio de 1630, Giovanni Battista Baliani escribió una carta a Galileo Galilei explicando un experimento que había realizado en el que un sifón, conducido sobre una colina de unos veintiún metros de altura, no funcionó. Galileo respondió con una explicación del fenómeno: propuso que era el poder de un vacío lo que retenía el agua, y a cierta altura la cantidad de agua simplemente se volvía demasiado y la fuerza no podía sostener más, como una cuerda. que puede soportar sólo tanto peso. Esta fue una reafirmación de la teoría del horror vacui ("la naturaleza aborrece el vacío"), que data de Aristóteles, y que Galileo reiteró como resistenza del vacuo.
Las ideas de Galileo llegaron a Roma en diciembre de 1638 en su Discorsi. Raffaele Magiotti y Gasparo Berti estaban entusiasmados con estas ideas y decidieron buscar una mejor manera de intentar producir un vacío que no sea con un sifón. Magiotti ideó tal experimento, y en algún momento entre 1639 y 1641, Berti (con la presencia de Magiotti, Athanasius Kircher y Niccolò Zucchi) lo llevó a cabo.
Existen cuatro relatos del experimento de Berti, pero un modelo simple de su experimento consistía en llenar con agua un tubo largo que tenía ambos extremos tapados y luego colocar el tubo en un recipiente que ya estaba lleno de agua. Se abrió el extremo inferior del tubo y el agua que había dentro se derramó en la palangana. Sin embargo, solo salió una parte del agua del tubo, y el nivel del agua dentro del tubo se mantuvo en un nivel exacto, que resultó ser de 10,3 m (34 pies), la misma altura que Baliani y Galileo habían observado que era limitada. por el sifón. Lo más importante de este experimento fue que el agua que bajaba había dejado un espacio encima del tubo que no tenía contacto intermedio con el aire para llenarlo. Esto parecía sugerir la posibilidad de que existiera un vacío en el espacio sobre el agua.
Torricelli, amigo y alumno de Galileo, interpretó los resultados de los experimentos de una manera novedosa. Propuso que el peso de la atmósfera, no una fuerza de atracción del vacío, retuvo el agua en el tubo. En una carta a Michelangelo Ricci en 1644 sobre los experimentos, escribió:
Muchos han dicho que no existe un vacío, otros que existe a pesar de la repugnancia de la naturaleza y con dificultad; no conozco a nadie que haya dicho que existe sin dificultad y sin resistencia de la naturaleza. Sostuve así: Si se puede encontrar una causa manifiesta de la que se puede derivar la resistencia que se siente si tratamos de hacer un vacío, me parece tonto tratar de atribuir al vacío las operaciones que siguen evidentemente de alguna otra causa; y por lo tanto, haciendo algunos cálculos muy fáciles, encontré que la causa asignada por mí (es decir, el peso de la atmósfera) debería por sí sola ofrecer una mayor resistencia que cuando tratamos de producir un vacío.
Tradicionalmente se pensaba (especialmente por los aristotélicos) que el aire no tenía peso: es decir, que los kilómetros de aire sobre la superficie no ejercían ningún peso sobre los cuerpos debajo de ella. Incluso Galileo había aceptado la ingravidez del aire como una simple verdad. Torricelli cuestionó esa suposición y, en cambio, propuso que el aire tenía peso y que era este último (no la fuerza de atracción del vacío) lo que sostenía (o más bien empujaba) la columna de agua. Pensó que el nivel en el que se mantuvo el agua (aprox. 10,3 m) reflejaba la fuerza del peso del aire empujándola (específicamente, empujando el agua en la cuenca y limitando así la cantidad de agua que puede caer de el tubo en él). Veía el barómetro como una balanza, un instrumento de medición (en lugar de ser simplemente un instrumento para crear un vacío), y debido a que fue el primero en verlo de esta manera, tradicionalmente se le considera el inventor del barómetro (en el sentido en el que ahora usamos el término).
Debido a los rumores que circulaban en el chismoso barrio italiano de Torricelli, que incluían que estaba involucrado en algún tipo de hechicería o brujería, Torricelli se dio cuenta de que tenía que mantener su experimento en secreto para evitar el riesgo de ser arrestado. Necesitaba usar un líquido que fuera más pesado que el agua, y de su asociación previa y sugerencias de Galileo, dedujo que al usar mercurio, se podía usar un tubo más corto. Con el mercurio, que es unas 14 veces más denso que el agua, ahora se necesitaba un tubo de solo 80 cm, no de 10,5 m.
En 1646, Blaise Pascal, junto con Pierre Petit, habían repetido y perfeccionado el experimento de Torricelli después de enterarse de Marin Mersenne, a quien Torricelli le había mostrado el experimento a finales de 1644. Pascal ideó además un experimento para probar la proposición aristotélica de que eran los vapores del líquido los que llenaban el espacio en un barómetro. Su experimento comparó el agua con el vino, y dado que este último se consideraba más "espiritoso", los aristotélicos esperaban que el vino se mantuviera más bajo (ya que más vapores significarían más presión sobre la columna de líquido). Pascal realizó el experimento públicamente, invitando a los aristotélicos a predecir el resultado de antemano. Los aristotélicos predijeron que el vino se mantendría más bajo. No lo hizo.
Sin embargo, Pascal fue más allá al probar la teoría mecánica. Si, como sospechan los filósofos mecánicos como Torricelli y Pascal, el aire tuviera peso, la presión sería menor a mayor altura. Por lo tanto, Pascal le escribió a su cuñado, Florin Perier, que vivía cerca de una montaña llamada Puy de Dôme, pidiéndole que realizara un experimento crucial. Perier debía llevar un barómetro al Puy de Dôme y hacer mediciones a lo largo del camino de la altura de la columna de mercurio. Luego debía compararlo con las medidas tomadas al pie de la montaña para ver si esas medidas tomadas más arriba eran de hecho más pequeñas. En septiembre de 1648, Perier llevó a cabo cuidadosa y meticulosamente el experimento y descubrió que las predicciones de Pascal habían sido correctas. La columna de mercurio se mantuvo más baja a medida que el barómetro se llevó a una altitud más alta.
Tipos
Barómetros de agua
El concepto de que la disminución de la presión atmosférica predice un clima tormentoso, postulado por Lucien Vidi, proporciona la base teórica para un dispositivo de predicción del clima llamado "vidrio meteorológico" o un "barómetro de Goethe" (llamado así por Johann Wolfgang von Goethe, el renombrado escritor y erudito alemán que desarrolló un barómetro de bola meteorológico simple pero efectivo utilizando los principios desarrollados por Torricelli). El nombre francés, le baromètre Liègeois, es utilizado por algunos angloparlantes. Este nombre refleja los orígenes de muchos de los primeros vasos meteorológicos: los sopladores de vidrio de Lieja, Bélgica.
El barómetro de bola meteorológica consta de un recipiente de vidrio con un cuerpo sellado, lleno hasta la mitad con agua. Un pico estrecho se conecta al cuerpo por debajo del nivel del agua y se eleva por encima del nivel del agua. El caño estrecho está abierto a la atmósfera. Cuando la presión del aire es más baja que en el momento en que se selló el cuerpo, el nivel del agua en el surtidor aumentará por encima del nivel del agua en el cuerpo; cuando la presión del aire es más alta, el nivel del agua en el pico caerá por debajo del nivel del agua en el cuerpo. Una variación de este tipo de barómetro se puede hacer fácilmente en casa.
Barómetros de mercurio
Un barómetro de mercurio es un instrumento que se usa para medir la presión atmosférica en un lugar determinado y tiene un tubo de vidrio vertical cerrado en la parte superior que se encuentra en un recipiente abierto lleno de mercurio en la parte inferior. El mercurio en el tubo se ajusta hasta que su peso equilibra la fuerza atmosférica ejercida sobre el depósito. La alta presión atmosférica ejerce más fuerza sobre el reservorio, forzando al mercurio más arriba en la columna. La baja presión permite que el mercurio caiga a un nivel más bajo en la columna al reducir la fuerza ejercida sobre el depósito. Dado que los niveles de temperatura más altos alrededor del instrumento reducirán la densidad del mercurio, la escala para leer la altura del mercurio se ajusta para compensar este efecto. El tubo debe ser al menos tan largo como la cantidad que se sumerge en el mercurio + el espacio libre + la longitud máxima de la columna.
Torricelli documentó que la altura del mercurio en un barómetro cambiaba ligeramente cada día y concluyó que esto se debía al cambio de presión en la atmósfera. Escribió: "Vivimos sumergidos en el fondo de un océano de aire elemental, que se sabe por experimentos indiscutibles que tiene peso". Inspirado por Torricelli, Otto von Guericke el 5 de diciembre de 1660 descubrió que la presión del aire era inusualmente baja y predijo una tormenta que ocurriría al día siguiente.
El diseño del barómetro de mercurio da lugar a la expresión de la presión atmosférica en pulgadas o milímetros de mercurio (mmHg). Un torr se definió originalmente como 1 mmHg. La presión se expresa como el nivel de la altura del mercurio en la columna vertical. Por lo general, la presión atmosférica se mide entre 670 mm (26,5 pulgadas) y 800 mm (31,5 pulgadas) de Hg. Una atmósfera (1 atm) equivale a 29,92 pulgadas (760 mm) de mercurio.
Los cambios de diseño para hacer que el instrumento sea más sensible, más fácil de leer y más fácil de transportar dieron como resultado variaciones tales como barómetros de palangana, sifón, rueda, cisterna, Fortin, plegado múltiple, estereométrico y de equilibrio.
En 2007, se promulgó una directiva de la Unión Europea para restringir el uso de mercurio en nuevos instrumentos de medición destinados al público en general, poniendo fin de hecho a la producción de nuevos barómetros de mercurio en Europa. La reparación y el comercio de antigüedades (producidas antes de finales de 1957) permanecieron sin restricciones.
Barómetro Fitz Roy
Los barómetros Fitzroy combinan el barómetro de mercurio estándar con un termómetro, así como una guía sobre cómo interpretar los cambios de presión.
Barómetro de Fortín
Los barómetros de Fortin usan una cisterna de mercurio de desplazamiento variable, generalmente construida con un tornillo de mariposa que presiona el fondo de un diafragma de cuero (V en el diagrama). Esto compensa el desplazamiento de mercurio en la columna con presión variable. Para usar un barómetro de Fortin, el nivel de mercurio se establece en cero usando el tornillo de mariposa para hacer que un puntero de marfil (O en el diagrama) toque la superficie del mercurio. Luego, se lee la presión en la columna ajustando la escala vernier de modo que el mercurio toque la línea de visión en Z. Algunos modelos también emplean una válvula para cerrar la cisterna, lo que permite que la columna de mercurio sea forzada hacia la parte superior de la columna para su transporte.. Esto evita daños por golpes de ariete en la columna durante el transporte.
Simpiesómetro
Un simpiesómetro es un barómetro compacto y liviano que se usó ampliamente en los barcos a principios del siglo XIX. La sensibilidad de este barómetro también se utilizó para medir la altitud.
Los simpiesómetros tienen dos partes. Uno es un termómetro de mercurio tradicional que se necesita para calcular la expansión o contracción del fluido en el barómetro. El otro es el barómetro, que consta de un tubo en forma de J abierto en el extremo inferior y cerrado en la parte superior, con pequeños depósitos en ambos extremos del tubo.
Barómetros de ruedas
Un barómetro de rueda utiliza una "J" tubo sellado en la parte superior de la rama más larga. La rama más corta está abierta a la atmósfera y flotando sobre el mercurio hay un pequeño flotador de vidrio. Un fino hilo de seda se une al flotador que pasa sobre una rueda y luego vuelve a bajar a un contrapeso (generalmente protegido en otro tubo). La rueda gira el punto en la parte delantera del barómetro. A medida que aumenta la presión atmosférica, el mercurio se mueve de la rama corta a la larga, el flotador cae y la aguja se mueve. Cuando la presión aumenta, el mercurio retrocede, levantando el flotador y girando el dial hacia el otro lado.
Alrededor de 1810, el barómetro de la rueda, que podía leerse desde una gran distancia, se convirtió en el primer instrumento práctico y comercial preferido por los agricultores y las clases educadas del Reino Unido. La cara del barómetro era circular con un dial simple que apuntaba a una escala de fácil lectura: "Lluvia - Cambio - Seco" con el "Cambiar" en la parte superior central de la esfera. Los modelos posteriores agregaron una escala barométrica con graduaciones más finas: Tormentoso (28 pulgadas de mercurio), Mucha lluvia (28,5), Lluvia (29), Cambio (29,5), Justo (30), Set justo (30,5), muy seco (31)".
Natalo Aiano es reconocido como uno de los mejores fabricantes de barómetros de rueda, uno de los primeros pioneros en una ola de fabricantes italianos de instrumentos y barómetros artesanales que se animaron a emigrar al Reino Unido. Enumeró como trabajando en Holborn, Londres c.1785-1805. Desde 1770 en adelante, un gran número de italianos llegaron a Inglaterra porque eran sopladores de vidrio o fabricantes de instrumentos. Hacia 1840 era justo decir que los italianos dominaban la industria en Inglaterra.
Barómetro de aceite de bomba de vacío
El uso de aceite de bomba de vacío como fluido de trabajo en un barómetro ha llevado a la creación del nuevo 'Barómetro más alto del mundo'. en febrero de 2013. El barómetro de la Universidad Estatal de Portland (PSU) utiliza aceite de bomba de vacío doblemente destilado y tiene una altura nominal de aproximadamente 12,4 m para la altura de la columna de aceite; las excursiones esperadas están en el rango de ±0,4 m en el transcurso de un año. El aceite para bombas de vacío tiene una presión de vapor muy baja y está disponible en una variedad de densidades; Se eligió el aceite de vacío de densidad más baja para el barómetro PSU para maximizar la altura de la columna de aceite.
Barómetros aneroides
Un barómetro aneroide es un instrumento utilizado para medir la presión del aire como un método que no involucra líquido. Inventado en 1844 por el científico francés Lucien Vidi, el barómetro aneroide usa una pequeña caja de metal flexible llamada celda aneroide (cápsula), que está hecha de una aleación de berilio y cobre. La cápsula evacuada (o generalmente varias cápsulas, apiladas para sumar sus movimientos) se evita que se colapse mediante un fuerte resorte. Pequeños cambios en la presión del aire externo hacen que la celda se expanda o se contraiga. Esta expansión y contracción impulsa palancas mecánicas de modo que los pequeños movimientos de la cápsula se amplifican y se muestran en la cara del barómetro aneroide. Muchos modelos incluyen una aguja de ajuste manual que se usa para marcar la medición actual para que se pueda ver un cambio. Este tipo de barómetro es habitual en viviendas y en embarcaciones de recreo. También se utiliza en meteorología, principalmente en barógrafos y como instrumento de presión en radiosondas.
Barógrafos
Un barógrafo es un barómetro aneroide registrador donde los cambios en la presión atmosférica se registran en un gráfico de papel.
El principio del barógrafo es el mismo que el del barómetro aneroide. Mientras que el barómetro muestra la presión en un dial, el barógrafo utiliza los pequeños movimientos de la caja para transmitir mediante un sistema de palancas a un brazo registrador que tiene en su extremo un escriba o un bolígrafo. Un escriba escribe en papel de aluminio ahumado mientras que un bolígrafo escribe en papel usando tinta, sostenida en una punta. El material de grabación está montado en un tambor cilíndrico que gira lentamente por un reloj. Comúnmente, el tambor hace una revolución por día, por semana o por mes y el usuario puede seleccionar a menudo la velocidad de rotación.
Barómetros MEMS
Los barómetros de sistemas microelectromecánicos (o MEMS) son dispositivos extremadamente pequeños de entre 1 y 100 micrómetros de tamaño (0,001 a 0,1 mm). Se crean mediante fotolitografía o mecanizado fotoquímico. Las aplicaciones típicas incluyen estaciones meteorológicas miniaturizadas, barómetros electrónicos y altímetros.
También se puede encontrar un barómetro en teléfonos inteligentes como el Samsung Galaxy Nexus, Samsung Galaxy S3-S6, Motorola Xoom, Apple iPhone 6 y iPhones más nuevos, y el reloj inteligente Timex Expedition WS4, basado en MEMS y tecnologías piezorresistivas de detección de presión. La inclusión de barómetros en los teléfonos inteligentes originalmente tenía la intención de proporcionar un bloqueo de GPS más rápido. Sin embargo, los investigadores externos no pudieron confirmar la precisión adicional del GPS o la velocidad de bloqueo debido a las lecturas barométricas. Los investigadores sugieren que la inclusión de barómetros en los teléfonos inteligentes puede proporcionar una solución para determinar la elevación de un usuario, pero también sugieren que primero se deben superar varios escollos.
Barómetros más inusuales
Hay muchos otros tipos de barómetros más inusuales. Desde variaciones en el barómetro de tormentas, como el barómetro de mesa de patentes de Collins, hasta diseños de aspecto más tradicional, como el oteómetro de Hooke y el simpiesómetro de Ross. Algunos, como el barómetro Shark Oil, funcionan solo en un cierto rango de temperatura, alcanzado en climas más cálidos.
Aplicaciones
La presión barométrica y la tendencia de la presión (el cambio de presión a lo largo del tiempo) se han utilizado en el pronóstico del tiempo desde finales del siglo XIX. Cuando se utiliza en combinación con las observaciones del viento, se pueden realizar pronósticos a corto plazo razonablemente precisos. Las lecturas barométricas simultáneas de una red de estaciones meteorológicas permiten producir mapas de la presión del aire, que fueron la primera forma del mapa meteorológico moderno cuando se crearon en el siglo XIX. Las isobaras, líneas de igual presión, cuando se dibujan en dicho mapa, dan un mapa de contorno que muestra áreas de alta y baja presión. La alta presión atmosférica localizada actúa como una barrera para los sistemas meteorológicos que se aproximan, desviando su curso. El levantamiento atmosférico causado por la convergencia de vientos de bajo nivel en la superficie trae nubes y, a veces, precipitaciones. Cuanto mayor sea el cambio de presión, especialmente si supera los 3,5 hPa (0,1 inHg), mayor será el cambio de clima que se puede esperar. Si la caída de presión es rápida, se acerca un sistema de baja presión y hay mayor probabilidad de lluvia. Los aumentos rápidos de la presión, como los que surgen después de un frente frío, están asociados con la mejora de las condiciones meteorológicas, como la limpieza de los cielos.
Con la caída de la presión del aire, los gases atrapados dentro del carbón en las minas profundas pueden escapar más libremente. Por lo tanto, la baja presión aumenta el riesgo de acumulación de grisú. Por lo tanto, las minas de carbón llevan un registro de la presión. En el caso del desastre de la mina de carbón de Trimdon Grange de 1882, el inspector de minas llamó la atención sobre los registros y en el informe declaró que "se puede considerar que las condiciones de la atmósfera y la temperatura han llegado a un punto peligroso".
Los barómetros aneroides se utilizan en el buceo. Se utiliza un manómetro sumergible para realizar un seguimiento del contenido del tanque de aire del buceador. Se utiliza otro manómetro para medir la presión hidrostática, generalmente expresada como profundidad del agua de mar. Uno o ambos medidores pueden reemplazarse con variantes electrónicas o una computadora de buceo.
Compensaciones
Temperatura
La densidad del mercurio cambiará con el aumento o la disminución de la temperatura, por lo que se debe ajustar una lectura para la temperatura del instrumento. Para este propósito, generalmente se monta un termómetro de mercurio en el instrumento. La compensación de temperatura de un barómetro aneroide se logra al incluir un elemento bimetálico en los enlaces mecánicos. Los barómetros aneroides que se venden para uso doméstico generalmente no tienen compensación bajo el supuesto de que se usarán dentro de un rango de temperatura ambiente controlado.
Altitud
A medida que la presión del aire disminuye en altitudes sobre el nivel del mar (y aumenta por debajo del nivel del mar), la lectura no corregida del barómetro dependerá de su ubicación. Luego, la lectura se ajusta a una presión equivalente al nivel del mar para propósitos de informes. Por ejemplo, si un barómetro ubicado al nivel del mar y en buenas condiciones climáticas se mueve a una altitud de 1000 pies (305 m), se debe agregar a la lectura aproximadamente 1 pulgada de mercurio (~35 hPa). Las lecturas del barómetro en los dos lugares deben ser las mismas si hay cambios insignificantes en el tiempo, la distancia horizontal y la temperatura. Si esto no se hiciera, habría una indicación falsa de una tormenta que se aproxima en la elevación más alta.
Los barómetros aneroides tienen un ajuste mecánico que permite leer la presión equivalente a nivel del mar directamente y sin más ajustes si el instrumento no se mueve a una altitud diferente. Configurar un barómetro aneroide es similar a restablecer un reloj analógico que no está en el momento correcto. Su dial se gira para que se muestre la presión atmosférica actual de un barómetro cercano y preciso conocido (como la estación meteorológica local). No se necesita ningún cálculo, ya que la lectura del barómetro de origen ya se ha convertido a la presión equivalente al nivel del mar, y esto se transfiere al barómetro que se está configurando, independientemente de su altitud. Aunque algo raro, algunos barómetros aneroides destinados a monitorear el clima están calibrados para ajustar manualmente la altitud. En este caso, conocer ya sea la altitud o la presión atmosférica actual sería suficiente para futuras lecturas precisas.
La siguiente tabla muestra ejemplos de tres ubicaciones en la ciudad de San Francisco, California. Tenga en cuenta que las lecturas corregidas del barómetro son idénticas y se basan en la presión equivalente al nivel del mar. (Suponga una temperatura de 15 °C.)
| Ubicación | Altitud (pies) | P no corregidoatm (inches Hg) | Corregido Patm (inches Hg) | Altitud (Metres) | P no corregidoatm (hPa) | Corregido Patm (hPa) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| City Marina | Nivel de mar (0) | 29.92 | 29.92 | 0 m | 1013 hPa | 1013 hPa | |
| Nob Hill | 348 | 29.55 | 29.92 | 106 m | 1001 hPa | 1013 hPa | |
| Mt. Davidson | 928 | 28.94 | 29.92 | 283 m | 980 hPa | 1013 hPa |
En 1787, durante una expedición científica al Mont Blanc, De Saussure investigó y realizó experimentos físicos sobre el punto de ebullición del agua a diferentes alturas. Calculó la altura en cada uno de sus experimentos midiendo el tiempo que tardaba un mechero de alcohol en hervir una cantidad de agua, y por estos medios determinó que la altura de la montaña era de 4775 metros. (Esto luego resultó ser 32 metros menos que la altura real de 4807 metros). Para estos experimentos, De Saussure trajo equipo científico específico, como un barómetro y un termómetro. Su temperatura de ebullición calculada del agua en la cima de la montaña fue bastante precisa, solo con una desviación de 0,1 kelvin.
Según sus hallazgos, el altímetro podría desarrollarse como una aplicación específica del barómetro. A mediados del siglo XIX, los exploradores utilizaron este método.
Ecuación
Cuando la presión atmosférica se mide con un barómetro, la presión también se conoce como "presión barométrica". Suponga un barómetro con un área de sección transversal A, una altura h, lleno de mercurio desde la parte inferior en el Punto B hasta la parte superior en el Punto C. La presión en la parte inferior del barómetro, Punto B, es igual a la presión atmosférica. La presión en la parte superior, el punto C, puede tomarse como cero porque solo hay vapor de mercurio por encima de este punto y su presión es muy baja en relación con la presión atmosférica. Por lo tanto, uno puede encontrar la presión atmosférica usando el barómetro y esta ecuación:
- Patm = ****
donde ρ es la densidad del mercurio, g es la aceleración gravitatoria y h es la altura de la columna de mercurio sobre el área de superficie libre. Las dimensiones físicas (longitud del tubo y área de la sección transversal del tubo) del propio barómetro no tienen efecto sobre la altura de la columna de fluido en el tubo.
En los cálculos termodinámicos, una unidad de presión de uso común es la "atmósfera estándar". Esta es la presión resultante de una columna de mercurio de 760 mm de altura a 0 °C. Para la densidad del mercurio, use ρHg = 13 595 kg/m3 y para la aceleración gravitatoria use g = 9,807 m/s2.
Si se usara agua (en lugar de mercurio) para alcanzar la presión atmosférica estándar, se necesitaría una columna de agua de aproximadamente 10,3 m (33,8 pies).
Presión atmosférica estándar en función de la elevación:
Nota: 1 torr = 133,3 Pa = 0,03937 inHg
| Patm / kPa | Altitud | Patm / inHg | Altitud | |
|---|---|---|---|---|
| 101.325 | Nivel de mar (0m) | 29.92 | Nivel de mar (0 pies) | |
| 97.71 | 305 m | 28.86 | 1.000 pies | |
| 94.21 | 610 m | 27.82 | 2.000 pies | |
| 89.88 | 1.000 m | 26.55 | 3,281 pies | |
| 84.31 | 1,524 m | 24.90 | 5.000 pies | |
| 79.50 | 2.000 m | 23.48 | 6,562 pies | |
| 69.68 | 3.048 m | 20.58 | 10.000 pies | |
| 54.05 | 5.000 m | 15.96 | 16.404 pies | |
| 46.56 | 6,096 m | 13.75 | 20.000 pies | |
| 37.65 | 7,620 m | 11.12 | 25.000 pies | |
| 32.77 | 8.848 m* | 9.68 | 29029 pies* | |
| 26.44 | 10.000 m | 7.81 | 32.808 pies | |
| 11.65 | 15.240 m | 3.44 | 50.000 pies | |
| 5.53 | 20.000 m | 1.63 | 65.617 pies |
* Elevación del Monte Everest, el punto más alto de la tierra
Patentes
- US 2194624, G. A. Titterington, Jr, "Diaphragm pressure gauge having temperature compensating means", issued 1940-03-26, assigned to Bendix Aviat Corp
- U.S. Patent 2,472,735C. J. Ulrich: "Instrumento barométrico"
- U.S. Patent 2,691,305H. J. Frank: "Altímetro barométrico"
- U.S. Patent 3,273,398D. C. W. T. Sharp: "Barómetro aneroide"
- U.S. Patent 3,397,578H. A. Klumb: "Mecanismo de amplificación de la moción para el movimiento de instrumentos sensibles a la presión"
- U.S. Patent 3,643,510F. Lissau: "Manómetros de presión de desplazamiento fluido"
- U.S. Patent 4,106,342O. S. Sormunen: "Instrumento de medición de presión"
- U.S. Patent 4,238,958H. Dostmann: "Barómetro"
- U.S. Patent 4,327,583T. Fijimoto: "El dispositivo de pronóstico del tiempo"