O ar é um gás, mas para fins de cálculo da pressão atmosférica, você pode considerá-lo um fluido e calcular a pressão no nível do mar usando a expressão pressão do fluido. Essa expressão é P \u003d ∂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 neither nem h são constantes. A abordagem tradicional é medir a altura de uma coluna de mercúrio. Se você está procurando pressão atmosférica em uma altitude específica, pode usar a fórmula barométrica. Esse é um relacionamento bastante complexo que depende de várias variáveis; portanto, é mais fácil procurar o valor necessário em uma tabela.
TL; DR (muito longo; não leu)
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 precisa exercer para elevar a coluna a essa altura.
O Barômetro de Mercúrio
Mergulhe um copo tubo com uma extremidade fechada em uma bandeja de mercúrio e deixe todo o ar escapar, depois 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 a parte superior da coluna e o final do tubo. A pressão exercida pela atmosfera sobre o mercúrio na bandeja está apoiando a coluna; portanto, 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.
Mercúrio é um fluido, para que você possa calcular a pressão necessária para apoiar a coluna usando a equação P \u003d ∂gh. Nesta equação, ∂ é a densidade do mercúrio eh é a altura da coluna. Nas unidades SI (métricas), uma atmosfera é igual a 101.325 Pa (Pascal), e nas unidades britânicas é igual a 14.696 psi (libras por polegada quadrada). O torr é outra unidade de pressão atmosférica originalmente definida como igual a 1 mm Hg. Sua definição atual é 1 torr \u003d 133,32 Pa. Uma atmosfera \u003d 760 torr.
A Fórmula Barométrica
Embora você não possa derivar a pressão atmosférica no nível do mar da altura total da atmosfera, você pode calcular mudanças na pressão do ar de uma altura para outra. Esse fato, juntamente com outras considerações, incluindo a lei ideal dos gases, leva a uma relação exponencial entre a pressão do nível do mar (P <0) e a pressão na altura h (P P h \u003d P 0e -mgh /kT Embora esta equação preveja pressões em várias alturas, suas previsões diferem da observação. Por exemplo, ele prevê uma pressão de 25 torr a uma altura de 30 km (19 milhas), mas a pressão observada nessa altura é de apenas 9,5 torr. A discrepância se deve principalmente ao fato de as temperaturas serem mais baixas em altitudes mais altas.