Presión de los gases: atmósfera

Uno de los efectos de la presión de los gases que podemos sentir es la llamada presión atmosférica, conozcamos de lo que se trata y la forma en que esta se mide.

Todos los gases ejercen una presión sobre el recipiente, o mejor dicho, sobre la superficie con la que se encuentran en contacto. Las moléculas gaseosas están en constante movimiento y en múltiples direcciones, a velocidades que nosotros, los humanos, no somos capaces de distinguir, por lo cual, nos hemos adaptado fisiológicamente a la presión que los gases que nos rodean ejercen sobre nosotros, sin darnos cuenta que ahí se encuentran.

Nuestro planeta está cubierto por una capa de aire llamada atmósfera y el aire que la compone es una mezcla homogénea de distintos gases que varían su composición de acuerdo a la altitud (altura a la cual se encuentra un lugar respecto al nivel del mar) y latitud (distancia de un lugar con respecto a la línea del Ecuador). Sin embargo, estos gases, al igual que el resto de la materia que se encuentra en el planeta, están sujetos a la atracción gravitacional de la Tierra. Por este motivo, la atmósfera es mucho más densa cerca de la superficie de la Tierra, mientras que a una gran altura, el aire es demasiado ligero para poder ser respirado. Debido a esto es que mientras más denso es el aire, mayor es la presión que éste ejerce sobre las superficies que se encuentran en contacto con él.

Presión Atmosférica

La superficie terrestre que está expuesta a la atmósfera de la Tierra debe soportar una fuerza igual al peso de la columna de aire que está encima de ella. Es así entonces que la presión atmosférica, como bien lo indica su nombre, es la presión que ejerce la atmósfera de la Tierra y cuyo valor depende de la localización, la temperatura y las condiciones climáticas del área sobre la cual se ejerce esta fuerza.

El aire, mezcla de gases en la atmósfera, tiene el comportamiento de un fluido al igual que el agua, por lo tanto, no podemos esperar que ésta fuerza sea ejercida sólo desde arriba hacia abajo, como si al colocar una hoja de papel sobre nuestras cabezas esperásemos que ésta se doblase hacia abajo producto de la fuerza ejercida por los gases sobre nuestras cabezas. La presión ejercida por un fluido sobre un objeto proviene en todas direcciones, esto quiere decir, tanto de derecha como de izquierda y también desde arriba como de abajo. A nivel molecular, esta presión es ejercida por el choque de las moléculas que se encuentran en el aire contra cualquier superficie con la que entren en contacto y la magnitud depende de la frecuencia y fuerza con la que las moléculas impacten esta superficie. En nuestro ejemplo, donde colocamos un papel sobre nuestra cabeza, la hoja no se dobla, puesto que las moléculas de aire están golpeando el papel tanto por encima como por debajo de este y es así como el papel se mantiene plano.

La presión atmosférica se mide con un instrumento llamado barómetro, un tubo largo de vidrio, cerrado en un extremo y lleno de mercurio. Para medir la presión atmosférica se toma el tubo relleno con mercurio y se invierte con cuidado sobre un recipiente con mercurio, de manera que no entre aire al tubo, una parte del mercurio del tubo saldrá de este hacia el recipiente, creando un vacío en el extremo superior. El resto del mercurio que se mantiene en la columna de vidrio lo hace por la presión atmosférica sobre el recipiente con mercurio. La presión atmosférica estándar (1 atm) es igual a la presión que soporta una columna de mercurio exactamente de 760mm (76cm) de altura a 0°C al nivel del mar. La unidad de mmHg también se llama torr, en honor del científico italiano Evangelista Torricelli (1608-1674) quien invento el barómetro tras reconocer la existencia de la presión atmosférica.

1 torr = 1 mmHg

1 atm = 760 mmHg

Y la relación entre atmósferas (atm) y la unidad de pascales (Pa) es:

1 atm = 101325 Pa = 1,01325×10⁵ Pa

Y dado que 1000 Pa = 1 kPa (Kilopascal)

1 atm = 1,01325×10² kPa