3.8 PRESIÓN ATMOSFÉRICA

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Objetivo

Comprobar la existencia de la presión atmosférica a través de experimentos interesantes, explorando cómo esta fuerza invisible actúa sobre los objetos y cómo las diferencias de presión pueden generar efectos visibles. Este objetivo busca fortalecer la comprensión de conceptos físicos fundamentales y su relación con fenómenos naturales y aplicaciones prácticas en la vida diaria.

Marco teórico

La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el aire sobre una superficie debido al peso de la columna de aire que se encuentra sobre ella. Este concepto es fundamental en el estudio de la meteorología, la física y diversas aplicaciones científicas.

Conceptos Básicos

• Definición: La presión atmosférica es la fuerza por unidad de área ejercida por la atmósfera sobre cualquier superficie en contacto con ella. Su valor promedio al nivel del mar es de aproximadamente 101,325 pascales (Pa), equivalente a 1 atmósfera (atm).
• Origen de la presión atmosférica: Es el resultado de la atracción gravitacional que la Tierra ejerce sobre las partículas de aire en la atmósfera. A medida que ascendemos en altitud, la densidad del aire disminuye y, por lo tanto, también la presión atmosférica.

Factores que Influyen en la Presión Atmosférica

1. Altitud: A mayor altura sobre el nivel del mar, menor es la presión atmosférica debido a la disminución de la cantidad de aire en las capas superiores.
2. Temperatura: El aire caliente es menos denso que el aire frío, lo que provoca variaciones en la presión.
3. Humedad: El vapor de agua tiene menor masa molecular que los componentes principales del aire seco, por lo que el aumento de la humedad disminuye la densidad y, en algunos casos, la presión.

Instrumentos de Medición

• Barómetro: Es el instrumento utilizado para medir la presión atmosférica. Hay diferentes tipos, como el barómetro de mercurio y el aneroide.
• Manómetro: Aunque se usa principalmente para medir la presión en sistemas cerrados, es relevante en experimentos relacionados.

Aplicaciones de la Presión Atmosférica

La presión atmosférica es clave para explicar fenómenos naturales y tecnológicos, como:

• El comportamiento de los fluidos en experimentos de laboratorio.
• Los sistemas meteorológicos y la predicción del clima.
• El diseño de aviones y globos aerostáticos, que deben considerar las variaciones de presión.

Materiales y reactivos

• Placa Petri

• Vela

• Tubos de ensayo

• Mechero

• Envase

• Pinza

• Lata

• Agua hervida

• Agua al ambiente

Procedimiento

1er experimento:
1. Colocar la vela en el centro de la placa Petri con ayuda de un poco de cera
2. Colocar agua hasta la mitad de la placa Petri
3. Encender la vela
4. Colocar de inmediato el tubo de ensayo
5. Observaremos que sucede con el agua

2do experimento:
1. Colocar poca agua en una lata ya limpia
2. Calentar con ayuda del mechero la parte inferior de la lata
3. Esperar que se caliente 
4. Con ayuda de la pinza volteamos la lata dentro de un  envase con agua, y observaremos el resultado.

Resultados esperados

Al realizar estos experimentos, vimos como en el 1er experimento, el agua al final subió unos centímetros porque, al colocar el tubo de ensayo sobre la vela encendida, el oxígeno dentro del tubo se consumió durante la combustión. Esto generó un vacío parcial dentro del tubo, disminuyendo la presión interna. La presión atmosférica externa, al ser mayor, empujó el agua hacia adentro del tubo. Por otro lado, en el 2do experimento, al final la lata se arrugó por completo debido a que, al calentar el agua en su interior, el vapor desplazó el aire dentro de la lata. Al voltearla rápidamente en un recipiente con agua fría, el vapor se condensó, reduciendo drásticamente la presión interna. La presión atmosférica externa, mucho mayor, hizo que la lata colapsara.

Preguntas para reflexionar

¿Por qué crees que es importante entender la presión atmosférica en la vida cotidiana?

¿Qué conclusiones puedes sacar sobre la influencia de las diferencias de presión en fenómenos naturales, como el clima o los huracanes?

Si no existiera presión atmosférica, ¿Qué cambios habría en nuestra vida diaria y en el medio ambiente?

¿Cómo se relacionan las observaciones de estos experimentos con la forma en que funcionan dispositivos como los barómetros o las jeringas?

¿Qué otros ejemplos de la acción de la presión atmosférica puedes observar en tu entorno?