Fundamentos de la Presión: Conceptos Clave, Principios Físicos y Fenómenos Atmosféricos

Conceptos Fundamentales de la Presión

Presión: Fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. La unidad de presión en el SI es el newton por metro cuadrado (N/m²), que recibe el nombre de pascal y cuyo símbolo es Pa.

Pascal: Presión que ejerce una fuerza de un newton sobre una superficie de área de un metro cuadrado.

Presión hidrostática: Presión originada en el interior de un líquido por su propio peso.

Prensa hidráulica: Mecanismo que consiste en dos cilindros de secciones diferentes, unidos por un tubo, que contienen un líquido que alcanza la misma altura en ambos. Dichos cilindros están cerrados por émbolos de tamaño diferente que están en contacto con el líquido.

Atmósfera: Mezcla de gases que rodean la Tierra y que ejercen una presión sobre su superficie.

Presión atmosférica: Presión que ejerce la atmósfera sobre la superficie de los cuerpos en contacto con ella.

Principio de Pascal: Principio enunciado por Blaise Pascal mediante el cual demostró que la presión ejercida en un punto de un líquido, considerado incompresible, encerrado dentro de un recipiente se transmite por igual a cada punto del líquido y a las paredes del recipiente. La presión se transmite por igual en todas las direcciones. Se aplica en la construcción de prensas, básculas hidráulicas, etc.

Principios y Fenómenos de la Presión

Variación de la Presión Hidrostática

1. La presión en el interior de un líquido actúa en todas las direcciones.
2. A mayor profundidad, mayor presión.
3. A mayor densidad del líquido, mayor presión.
4. La presión no depende ni de la forma ni de la anchura del recipiente.

Experimento de Torricelli

Torricelli llenó un tubo delgado de vidrio de 1 m de longitud y 1 cm² de sección, cerrado en uno de sus extremos. Taponó el orificio del extremo libre con un dedo e introdujo el tubo boca abajo en una cubeta llena también de mercurio. Cuando retiró el dedo, el nivel del mercurio del tubo descendió hasta quedar a una altura de 760 mm por encima de la superficie del mercurio de la cubeta. En el extremo superior del tubo quedó un vacío.

• La presión atmosférica se pone de manifiesto sobre la superficie libre de mercurio, pues el nivel alcanza siempre la misma altura.
• La presión atmosférica actúa sobre el mercurio de la cubeta y sostiene la columna contenida dentro del tubo, lo que impide que este baje más.

La presión ejercida por una columna de mercurio de 760 mm de altura se denomina presión atmosférica normal y para medirla se utiliza la atmósfera, que equivale a 101.300 Pa.

Relación entre Presión Atmosférica y Altitud

A medida que ascendemos, hay menos aire por encima de nosotros, es decir, la presión atmosférica es menor, y por tanto la longitud de la columna de mercurio disminuye.

Borrascas y Anticiclones: Impacto en el Clima

Al nivel del mar, la presión tiene un valor de 1013 mb, por lo que las presiones superiores e inferiores se denominan, respectivamente, altas y bajas presiones.

Anticiclón: Zona de altas presiones.

Borrasca: Zona de bajas presiones.

La formación de estas zonas es debida a la temperatura desigual de la atmósfera: si el aire está caliente, se dilata y asciende dejando tras de sí una zona de baja presión; y si el aire está frío, es más denso, por lo que desciende provocando zonas de altas presiones.

Isobaras: Líneas que unen puntos de igual presión. En los mapas suelen trazarse con un intervalo de 4 mb.

Los anticiclones y las borrascas no están inmóviles, sino que se desplazan y cambian de forma. En una zona donde la presión es baja, una borrasca atraerá el aire de las regiones próximas donde la presión es más alta. En estas zonas ciclónicas, donde convergen y contactan masas de aire de origen diverso, el tiempo es inestable. Alrededor de un área de altas presiones, el aire se desplazará hacia las zonas que tengan una presión inferior. Como las corrientes de aire son divergentes, no se produce el contacto entre masas de aire heterogéneas y el tiempo es bueno. De lo anterior se deduce que el aire se desplaza desde zonas de altas presiones hacia bajas presiones, originando corrientes de viento.

Frente: Intersección de la superficie terrestre con la superficie frontal.

Frente cálido: Aire caliente domina al frío y viceversa.