La presión atmosférica

Del mismo modo que existe una presión hidrostática en los líquidos asociada al peso de unas capas de líquido sobre otras, las grandes masas gaseosas pueden dar lugar a presiones considerables debido a su propio peso. Tal es el caso de la atmósfera. La presión del aire sobre los objetos contenidos en su seno se denomina presión atmosférica.

La ley de variación de la presión atmosférica con la altura es mucho más complicada que la descrita por la ecuación fundamental de la hidrostática p = p₀ + ρgh. Al tratarse de un fluido comprensible, la densidad no es constante, sino que varía con la presión; pero además, para variaciones importantes de altura, el valor de g tampoco se mantiene constante. Esta dependencia mutua de las variables que aparecen en la anterior ecuación hacen que el cálculo preciso de la presión atmosférica en un punto determinado sea un a tarea algo compleja.

La primera comprobación experimental de la existencia de presión asociada al aire fue efectuada por el evangelista Torriceli (1608-1647). El experimento de Torriceli consistió en llenar de mercurio un tubo de vidrio de más de un metro de largo, cerrarlo provisionalmente e invertirlo sumergiéndolo en una gran cubeta con mercurio. Cuando abrió el extremo del tubo sumergido, observó que éste solo se vaciaba en parte, quedando en su interior una columna de mercurio de unos 76 centímetros.

Este resultado fue interpretado como una prueba de que la presión del peso del aire actuando sobre la superficie libre del mercurio de la cubierta era capaz de soportar el peso de la columna. En el espacio restante del tubo se había producido el primer vacío de la historia de la Física que se conoce como el vacío de Torriceli. La presión correspondiente a una columna de mercurio de 760 mm de altura define precisamente la atmósfera (atm) como unidad de presión.

Además de con la altura, la presión atmosférica varía con la temperatura y con la humedad y, en general, con el estado del tiempo, por lo que constituye una magnitud decisiva en el análisis y en la predicción meteorológicos. En la siguiente entrada, intentaré explicar el funcionamiento de manómetros y barómetros.