Barometros

El barómetro de Mercurio

El barómetro es un dispositivo que permite medir la presión atmosférica. Actualmente hay dos tipos de barómetros en uso, el de mercurio y el aneroide. El barómetro de mercurio fue inventado por el físico italiano Evangelista Torricelli, hace unos 300 años. El experimentos de Torricelli queda ilustrado en la siguiente figura :

Como se ve en el diagrama (a), consiste en Llenar de mercurio un tubo largo de vidrio abierto solo por un extremo. Se tapa luego el extremo abierto con el dedo y se invierte el tubo, introduciéndolo por ese extremo en una cubeta llena de mercurio, retirando luego el dedo como en el diagrama (b). En cuanto se destapa el extremo del tubo, el nivel de mercurio en el baja hasta alcanzar una altura (h). El Mercurio baja hasta que la presión debida a su propio peso sobre el interior del tubo (al nivel P) iguala a la presi6n atmosférica en el exterior.

Al nivel del mar, la altura a la que se estabiliza la columna de mercurio es de unos 76 cm (o 30 pulgadas). Esta altura será siempre la misma, para un punto y un momento dados, independientemente del diámetro del tubo o de la longitud que pueda tener el espacio vacío de la parte superior. El experimentos de Torricelli demuestra que una columna de aire de 1 cm' de sección y altura igual a la propia altura de la atmósfera terrestre pesa lo mismo que una columna de mercurio de igual sección transversal y 76 cm de alto.

Fue el matemático y filosofo francés Blaise Pascal quien demostró por vez primera que la altura de la columna de mercurio varía considerablemente cuando se coloca el barómetro en algún sitio alto, como en una montaña, por ejemplo. El descenso se debe a que hay menos aire por encima de ese punto y que por tanto la presión es menor sobre la superficie libre de mercurio en la cubeta.

El diagrama de la izquierda es un experimento que demuestra qua es la atmósfera situada fuera de la columna de mercurio la que empuja sobre la superficie libre del mercurio y mantiene así la altura de la columna, y no el vacío de la parte superior del tubo que pudiera sostener la columna. Consiste en colocar un barómetro completo en el interior de un cilindro suficientemente alto del que se elimina el aire mediante una bomba de vacío. A medida que va desapareciendo el aire, la columna de mercurio va bajando lentamente de nivel. Una vez hecho el vacío en el cilindro, el nivel de mercurio es exactamente el mismo dentro del tubo que en el deposito de la cubeta. Si volvemos a inyectar aire del cilindro, el mercurio vuelve a penetrar en el tubo subiendo hasta la misma altura (h) de antes.

La altura del mercurio en el barómetro constituye una lectura directa de la presión atmosférica. Y se suele adoptar la costumbre de especificar la presión dando la altura de mercurio en centímetros, en vez de hacerlo en N/ml.

Si se realizase un barómetro empleando agua en vez de mercurio, la longitud del tubo habría de ser al menos 13,6 veces mayor, es decir de 10,34 m (lo que equivale aproximadamente a unos 34 pies). Un instrumento de estas características resultaría demasiado engorroso para tener ningun valor practico.

El barómetro aneroide

La necesidad de disponer de un instrumento pequeño y portátil para la medida de presiones ha llevado a la obtención de los barómetros de aire o barómetros aneroides. A menudo, este aparato sirve como altímetro y barómetro

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