Práctica-manómetro de torricelli

Práctica N° 1


BARÓMETRO DE TORRICELLI

OBJETIVO:

En esta práctica vamos a analizar el comportamiento de un barómetro de mercurio; utilizando este instrumento haremos una aproximación de la presión a la que nos encontramos en la escuela.

INTRODUCCIÓN :

Para entender mejor esta práctica debemos comprender de lo que hablamos cuandomencionamos la presión atmosférica.
La tierra está rodeada de una capa gaseosa (el aire, la atmósfera) que actúa por su peso, ejerciendo la presión sobre su superficie.








Un cuerpo cualquiera en la atmósfera está sometido a fuerzas perpendiculares a sus superficie en todos sus puntos y de sentido hacia el interior del cuerpo, originadas por este aire que rodea la Tierra.
Análogamentese dice que la fuerza ejercida por la “columna” de aire sobre 1cm2 de la superficie terráquea se llama presión de aire (o presión atmosférica).
El valor de esta presión varía, evidentemente, según la altura del punto en que se mida y según las condiciones meteorológicas.









La presión ejercida por la atmósfera puede ser medida de varias maneras, más comúnmente usando un indicadorde presión.
Los primeros análisis sobre la presión y el peso de los gases fueron descubiertos de manera repentina:
En 1642 el Gran Duque de Toscana, Fernando de Médicis, había decidido construir una nueva fuente en los jardines de su palacio, y los obreros estaban abriendo un profundo pozo. Conforme aparecía el agua, la extraían por medio de una bomba, para que pudieran continuar las obras. Sinembargo al llegar a los 11 metros de profundidad, el agua dejó de subir por el tubo, por afanósamente que trabajara la bomba. Nadie se explicaba el fenómeno. La idea vigente desde los tiempos de Aristóteles era que el agua, o cualquier fluido, sentía “ horror al vacío” y tendía a llenar todo espacio que se dejase vacío de aire. Así funcionaban las bombas, y nadie discutía tal principio. Nadieexplicaba aquella falta flagrante de las leyes de la naturaleza. El gran duque consultó con el matemático de corte, Evangelista Torricelli, que se propuso a resolver el misterio.










Torricelli era ya un científico reconocido, intuyó que alguna fuerza empujaba al agua a subir por un tubo cuando en él se hacía un vacío, pero esta fuerza no era limitada: no podía con el peso del aguacuando esta llegaba acerca de once metros de altura; fue con este caso que a Torricelli se le ocurrió la idea de que el agua subía por el tubo porque estaba empujada por el aire. Probó con un líquido más pesado que el agua, el más pesado de todos: el mercurio.














Encontró un tubo de cristal de metro y medio de longitud. Llenó el tubo de mercurio, lo invirtió con la bocahacia abajo, y lo sumergió en una cubeta llena del mismo metal. El mercurio descendió hasta una altura de 76 centímetros por encima del nivel de la cubeta. En la parte superior del tubo se había hecho el vacío; con este experimento se comprobó que el aire pesa, y es ese peso el que hace subir un fluido por un tubo en el que se ha hecho el vacío. Pero no indefinidamente: el peso de ese fluido nosindica cuál es el peso del aire. Es falso que el aire no pesa, como se creía por entonces. Presiona sobre todas las cosas, sobre nosotros mismos.











Naturalmente, hoy empleamos el barómetro como un medio para predecir la presión. Eso Torricelli no lo sabía, pero el descubrimiento del barómetro iba a ser fundamental en el mundo de la física, y dejo claro que los gases también pesan:unos más que otros.
Con el paso del tiempo, se ha analizado más profundamente este concepto de presión, y se ha llegado a la conclusión que esta fuerza depende de la altura.
Si deseáramos encontrar la relación entre la altura, h, de la columna de mercurio y la presión atmosférica, P. Supongamos que el área transversal de la columna es A. El volumen de mercurio de la columna es la altura del...