Atmósfera (unidad)

La unidad de presión denominada atmósfera equivale a la presión que ejerce la atmósfera terrestre al nivel del mar. Se ha utilizado para medir presiones elevadas como, por ejemplo, la de los gases comprimidos. Esta unidad no pertenece al Sistema Internacional de Unidades y no tiene símbolo reconocido, pero suele abreviarse como atm.

En la X Conferencia General de Pesas y Medidas de 1954 fue definida como igual a 1 013 250 dinas por cm² (es decir 101 325 Pa).^[1]​ Corresponde a la presión de una columna de mercurio de 760 mm de altura a 0 °C, bajo la aceleración de la gravedad normal (9,80665 m/s²).

La atmósfera técnica (símbolo at) también es una medida antigua de presión, definida como la presión ejercida por una columna de agua de 10 metros de altura: 1 at = 98 066,5 Pa (valor exacto).

Fundamento

La masa de aire que envuelve a la Tierra, la atmósfera, constituye el ejemplo más interesante de distribución de presión de un fluido compresible. El peso del aire que forma la atmósfera origina la llamada presión atmosférica. La presión atmosférica en un punto es numéricamente igual al peso de una columna de aire de área de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire atmosférico va disminuyendo al aumentar la altura, no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre la superficie terrestre, pero, en cambio, resulta fácil medirla.

En 1643, Evangelista Torricelli (1608-47) ideó un método para medir la presión atmosférica y construyó el primer barómetro de mercurio. Dicho barómetro consiste, en esencia, en un tubo de vidrio, de un metro de longitud, cerrado por uno de sus extremos, que se llena completamente de mercurio. Evitando que se vierta el mercurio (tapando el extremo abierto), se invierte el tubo y se introduce su extremo abierto en una cubeta que contiene mercurio, situando el tubo en posición vertical, como se ilustra en la figura. Torricelli hizo esta experiencia y observó que el nivel del mercurio descendía dentro del tubo hasta que quedaba una columna (columna barométrica) de unos 760 mm de altura sobre el nivel del mercurio en la cubeta.

La diferencia de niveles (h) del mercurio en el tubo y en la cubeta permite calcular la presión atmosférica. El espacio que se forma sobre la columna de mercurio (cámara barométrica) solo contiene vapor de mercurio, cuya presión podemos despreciar por ser muy pequeña a las temperaturas ordinarias. Efectivamente, la presión que ejerce la atmósfera sobre la superficie del mercurio de la cubeta equilibra la presión de la columna de mercurio, luego, igualando ambas presiones, se obtiene la presión atmosférica p_a dada por:

${\displaystyle p_{\text{a}}=\rho gh}$

donde ρ es la densidad del mercurio a la temperatura correspondiente a la realización de la experiencia. Así, añadiendo una escala graduada que permita medir la longitud de la columna barométrica (y un termómetro de ambiente) se construye un barómetro de Torricelli.

Equivalencias

• 1 atm = 101325 Pa
• 1 atm = 1,01325 bar
• 1 atm = 760 mmHg = 760 Torr
• 1 atm = 10,332274527999 m c. a. (metros de columna de agua)
• 1 atm = 14,69594877551 psi
• 1 atm = 1,033 227 452 799 886 kg_f/cm²

Aplicaciones

En química, las condiciones normales de temperatura y presión se definen por una temperatura de 0 °C y una presión de 1 atm. En 1990, la presión estándar cambió de 1 atm a 105 Pa (1 bar).

Es habitual, sobre todo en el buceo, equiparar una atmósfera con un bar.

Véase también

• Presión
• Unidades de presión
• Torr
• Metrología
• Sistema Internacional de Unidades
• Sistema Anglosajón de Unidades
• Sistema cegesimal
• Condiciones normalizadas de presión y temperatura
• Volumen molar

Referencias

Bibliografía

• Máximo, A. & Alvarenga, B (2004). Física General. México D.F. 
• Ortega, Manuel R. (1989-2006). Lecciones de Física (4 volúmenes). Monytex. ISBN ISBN 84-404-4290-4, ISBN 84-398-9218-7, ISBN 84-398-9219-5, ISBN 84-604-4445-7 |isbn= incorrecto (ayuda). 
• Resnick,R. and Halliday, D. (1996). Physics. John Wiley & Sons. ISBN 0767-471-83202-2 |isbn= incorrecto (ayuda). 
• Tipler, Paul A. (2000). Física para la ciencia y la tecnología (2 volúmenes). Barcelona: Ed. Reverté. ISBN 84-291-4382-3. 
• Knight, PhD, Randall D. (2007). Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach (google books) (en inglés estadounidense) (2nd edición). San Francisco: Pearson Addison Wesley. p. 1183. ISBN 978-0-321-51671-8. Consultado el 6 de abril de 2020. 
• Giancoli, Douglas G. (2004). Physics: principles with applications. Upper Saddle River, N.J.: Pearson Education. ISBN 978-0-13-060620-4. 
• McNaught, A. D.; Wilkinson, A.; Nic, M.; Jirat, J.; Kosata, B.; Jenkins, A. (2014). IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). 2.3.3. Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 978-0-9678550-9-7. doi:10.1351/goldbook.P04819. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. 

Enlaces externos

• Bureau International des Poids et Mesures - The International System of Mesures