¿Cómo funcionan los manómetros?

Cuando revisas el clima, si eres como la mayoría de las personas, lo que más te interesa son las cosas que dictan tu vestimenta: si o no Es probable que caiga del cielo algún tipo de precipitación durante la exposición al aire libre, cuál es la temperatura del aire y si es Ventoso.

Dependiendo de dónde viva y la época del año, también puede verificar (a veces con pavor) ver al pariente nivel de humedad, para asegurarse de que está lo suficientemente hidratado para la sudoración que es probable que siga dada una alta leyendo.

La mayoría de las personas son conscientes del fenómeno de la presión atmosférica (generalmente llamada barométrica) porque escuchan que se menciona como una característica estándar. de los pronósticos meteorológicos, pero la mayoría de la gente no llega tan lejos como para investigar cuál es la relación y por qué el aire experimenta cambios de presión en todas. ¿No soplan los vientos horizontalmente, mientras que la presión se mide desde arriba como una especie de "empuje"?

Presión es una cantidad en física que se aplica a casi todos los procesos físicos imaginables. Se relaciona fuerza F al área A en una multitud de contextos, se expresa y define matemáticamente en su forma más simple como P = F / A. Desempeña un papel especialmente vital en el campo de la dinámica de fluidos. (Un fluido consiste en materia en estado líquido o gaseoso). La atmósfera que te rodea es un fluido y ejerce mucha más presión sobre ti y sobre todo lo demás de lo que piensas.

Formalmente, la presión es una medida del efecto de la propagación de fuerza (medido en newtons, o N, en el sistema de medición internacional estándar) en una superficie real o definida matemáticamente (medida en metros cuadrados om²). Es posible que ya se haya encontrado con problemas de física en los que una fuerza (como la gravedad o usted mismo) actúa y se mueve un objeto con masa, pero la presión es diferente en que en efecto describe la dilución o concentración de fuerza.

• Imagina dos cajas sólidas diferentes, cada una con un volumen V de 10 m³ (metros cúbicos) y se llena con un material sólido uniforme con una densidad ρ

  la mitad de agua, o 0.5 kg / L, o (500 kg / m³). Una caja mide 1 m de largo, 1 m de ancho y 10 m de alto, mientras que la otra mide 2,5 m de largo, 2,5 m de ancho y 1,6 m de alto. Ninguna caja debe girarse desde su posición. Si querías estar seguro de que una plataforma cercana de aspecto antiguo podría apoyo ya sea cuadro, pero solo podría elegir uno de los dos para confirmar esto, ¿cuál elegiría?
  Las masas de los objetos son las mismas porque sus volúmenes y densidades son los mismos (ρ = m / V, entonces m = ρV = (500 kg / m³) (10 m³) = 5.000 kg. Dado que la aceleración debida a la gravedad en la superficie de la Tierra es de 9,8 m / s², la fuerza (o peso) de cada caja es, por tanto, (5.000 kg) (9,8 m / s2) = 49.000 N.
  Sin embargo, compare las áreas sobre las que se distribuyen estas masas respectivas: La primera caja tiene una base (largo por ancho) de 1 m × 1 m = 1 m², mientras que la otra caja tiene una base de 2.5 × 2.5 = 6.25 m². Dado que la presión es igual a la fuerza dividida por el área, la caja estrecha, con menos de un sexto del área de la base para trabajar como la segunda caja, ejercerá 6.25 veces más presión en la plataforma como lo hará su socio. Por lo tanto, si la plataforma destartalada puede sostener la primera caja, también debería poder sostener la segunda sola, ¡siempre que pueda levantarla allí!

En el ejemplo anterior, la presión de la primera caja sobre cualquier superficie sobre la que descansa es (49.000 N) / (1 m²) y la del segundo es (49.000 N) (6,25 m²). Las unidades de presión en el sistema estándar son, por lo tanto, N / m², más comúnmente llamado pascal (Pa). Debido a que esto resulta ser una cantidad tan pequeña en el mundo real, el kilopascal (kPa) se usa mucho más comúnmente.

La La presión de la atmósfera en la superficie de la Tierra es aproximadamente101,325 Pa, o 101,3 kPa. Sin embargo, debido a los medios por los cuales los seres humanos determinan la presión, hay otras unidades de uso diario. Uno es el torr, también conocido como milímetros de mercurio (mm Hg). (Cualquier curiosidad que tenga sobre por qué se seleccionó este metal quedará satisfecha en un momento). 101,3 kPa, también llamado 1 atm como referencia, equivale a 760 torr según este estándar. Dado que 1 pulgada = 25,4 mm, 760 mm Hg = (760 / 25,4) = 29,92 en Hg. Finalmente, 1 milibar = 0.001 atm, por lo que la presión atmosférica en milibares = 1.013 mbar.

Finalmente, ¿qué pasa con esas libras por pulgada cuadrada (psi o lb / in²) se utiliza normalmente para medir la presión de los neumáticos en los Estados Unidos? Después de invocar las conversiones entre lb y kg y entre in y m, puede demostrar que 101,3 kPa = 14,7 lb / in². Dado que la presión mínima recomendada para los neumáticos de un automóvil es de sólo 30 psi, ¿qué sugiere esto sobre su intuición sobre el peso "insignificante" y, por lo tanto, la presión del aire?

A manómetro es un dispositivo que mide la presión del aire utilizando un recipiente con un tubo en forma de "U" abierto en uno o ambos extremos. En un manómetro cerrado, se introduce una muestra de gas en un extremo, que luego se tapa. Luego, se vierte un fluido de densidad conocida en el otro extremo. El fluido dejará de moverse cuando la presión del gas atrapado entre la tapa y el fluido junto con la presión en la parte inferior de la columna de fluido en ese lado coincide con la presión del aire más la presión de la columna de fluido en el abierto lado.

La altura del fluido en el lado abierto será más alto en ese lado cuando la presión del aire es menor que la presión del gas y más bajo en el lado abierto cuando la presión del aire excede la presión del gas. Puede utilizar esta diferencia de altura para calcular la presión del gas.

Dado que P = F / A = mg / A, m = ρV y V = Ah para un tubo cilíndrico (es decir, volumen = área por altura), se puede demostrar que la presión creada por una columna vertical de fluido es ρgh, donde h = altura en metros. Esta presión representa la diferencia positiva o negativa entre la presión del gas y la presión atmosférica.

• Hombre- es la raíz latina de la palabra que significa mano ", que también es de donde viene" manipular "; Una manera fácil de transmitir el concepto de presión, si se limita al lenguaje no verbal, sería usar la mano para presionar suavemente la de otra persona.
  

• A barómetro es un tipo de manómetro que se utiliza específicamente para medir la presión atmosférica.
  

• El dispositivo manual que se utiliza para medir la presión arterial en un entorno sanitario se denomina esfigmomanómetro, con esfig- traduciendo libremente a "apretar". Esto se debe a que se debe inflar un brazalete contra el brazo hasta un nivel sobre presión arterial corporal para medirla adecuadamente; deben apretar literalmente su brazo para hacerlo.

La presión atmosférica no es constante y varía dentro de un rango típico al igual que la temperatura y otras cantidades geofísicas. Una discusión separada en sí misma, esta presión es un indicador confiable del clima inminente. Cuando una sistema de baja presión entra en un área, el resultado suele ser nubes, viento y precipitación, mientras que sistema de alta presión generalmente produce un clima justo y tranquilo. (¿Obtén éso? "Alta presión" termina en "calma"... ¡solo en el loco mundo de la física!)