• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Física
    Como calcular a pressão atmosférica

    O ar é um gás, mas para fins de cálculo da pressão atmosférica, você pode considerá-lo como um fluido e calcular a pressão no nível do mar usando a expressão para pressão do fluido. Essa expressão é P = ∂gh, onde ∂ é a densidade do ar, g é a aceleração da gravidade eh é a altura da atmosfera. Essa abordagem não funciona, porque nem ∂ nem h são constantes. A abordagem tradicional é medir a altura de uma coluna de mercúrio. Se você está procurando por pressão atmosférica em uma determinada altitude, você pode usar a fórmula barométrica. Esse é um relacionamento bastante complexo que depende de várias variáveis, portanto, é mais fácil procurar apenas o valor que você precisa em uma tabela.

    TL; DR (muito longo; não foi lida)

    Os cientistas calculam a pressão atmosférica ao nível do mar medindo a altura de uma coluna de mercúrio e calculando a pressão que a atmosfera tem que exercer para elevar a coluna até essa altura.

    O Barômetro de Mercúrio -

    Mergulhe um tubo de vidro com uma extremidade fechada em uma bandeja de mercúrio e deixe todo o ar escapar, em seguida, vire o tubo na posição vertical com a abertura submersa no mercúrio. Você terá uma coluna de mercúrio dentro do tubo e um vácuo entre o topo da coluna e o final do tubo. A pressão exercida pela atmosfera sobre o mercúrio na bandeja está apoiando a coluna, de modo que a altura da coluna é uma maneira de medir a pressão atmosférica. Se o tubo for graduado em milímetros, a altura da coluna será de aproximadamente 760 mm, dependendo das condições atmosféricas. Esta é a definição de 1 atmosfera de pressão.

    O mercúrio é um fluido, então você pode calcular a pressão necessária para suportar a coluna usando a equação P = ∂gh. Nesta equação, ∂ é a densidade do mercúrio e h é a altura da coluna. Em unidades SI (métricas), uma atmosfera é igual a 101,325 Pa (Pascal) e, em unidades britânicas, é igual a 14,696 psi (libras por polegada quadrada). A torr é outra unidade de pressão atmosférica originalmente definida como sendo igual a 1 mm Hg. Sua definição atual é 1 torr = 133.32 Pa. Uma atmosfera = 760 torr.

    A fórmula barométrica

    Embora você não possa derivar a pressão atmosférica ao nível do mar a partir da altura total da atmosfera, Você pode calcular as mudanças na pressão do ar de uma altura para outra. Este fato, juntamente com outras considerações, incluindo a lei dos gases ideais, leva a uma relação exponencial entre a pressão do nível do mar (P 0) e pressão na altura h (P h). Essa relação, conhecida como a fórmula barométrica, é:

    P h = P 0e -mgh /kT

  • m = massa de um ar molécula

  • g = aceleração devido à gravidade

  • k = constante de Boltzmann (constante de gás ideal dividida pelo número de Avogadro)

  • T = temperatura


    Embora essa equação preveja pressões em várias alturas, suas previsões diferem da observação. Por exemplo, prevê uma pressão de 25 torr a uma altura de 30 km (19 mi), mas a pressão observada a essa altura é de apenas 9,5 torr. A discrepância é principalmente devido ao fato de que as temperaturas são mais frias em altitudes mais elevadas.

  • © Ciência http://pt.scienceaq.com