Pressão atmosférica

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O que é a pressão atmosférica?

A pressão atmosférica, também chamada de pressão barométrica, é a força que o ar da atmosfera exerce sobre a superfície da Terra e sobre todos os corpos.

Essa pressão não é igual em todos os pontos do planeta, ela varia conforme condições climáticas e de relevo e está relacionada à concentração do ar:

• Ar mais concentrado: maior pressão
• Ar menos concentrado: menor pressão

Os principais fatores que influenciam na concentração e pressão do ar são a altitude e a temperatura.

A pressão atmosférica foi determinada pela primeira vez em 1643 pelo físico e matemático Evangelista Torricelli.

Como calcular a pressão atmosférica?

A pressão é calculada pela razão entre força (F) e área (A).

No caso da pressão atmosférica, a força refere-se ao peso que a coluna de ar exerce sobre determinada área da superfície. A pressão atmosférica é medida em N/m² (Newton por metro quadrado) ou pascal (Pa).

Onde,

• F = força medida em N (Newton)
• A = área medida em m²
• P = pressão medida em N/m² ou pascal (Pa)

Outra forma de calcular a pressão atmosférica é através da seguinte seguinte fórmula:

Onde,

• d = densidade medida em kg/m³
• h = altura medida em metros
• g = gravidade medida em m/s²
• P = pressão medida em pa (Pa)

Pressão atmosférica ao nível do mar

Aplicando a fórmula da pressão atmosférica e utilizando o experimento de Torricelli como referência para os valores, podemos calcular a pressão atmosférica ao nível do mar. Nessas condições os valores são:

• Densidade do mercúrio: 13,6.10³ km/m³
• Aceleração da gravidade: 9,8 m/s²
• Altura atingida pelo mercúrio no tubo: 76 cm = 0,76 m

Aplicando a fórmula (P = d x g x h), temos:

P = 13,6.10³ x 9,8 x 0,76

p = 1,013.10⁵ Pa

O valor da pressão atmosférica ao nível do mar também pode ser expresso por:

Entenda também o que é densidade e gravidade.

Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica

A altitude é um dos principais fatores que influenciam na pressão atmosférica. Para compreender como se dá essa relação, é preciso pensar na estrutura da atmosfera.

A atmosfera é uma camada de ar de 800 km, composta por diversos gases, como o oxigênio, o hidrogênio e o nitrogênio. Esses gases possuem massa e peso e exercem força sobre todos os corpos na superfície terrestre.

Se considerarmos que a pressão é a força sobre a área, devemos calcular a força que a coluna de ar exerce sobre uma determinada área.

Quanto mais próximo do nível do mar, maior será essa coluna de ar atmosférica e a medida que subimos no relevo, essa coluna diminui.

Quanto maior o peso da coluna, mais concentrado fica o ar, ou seja, as moléculas do ar estão mais próximas. Por outro lado, a medida que subimos no relevo, mais espalhadas estarão as moléculas e menos concentrado estará o ar.

É por isso que os alpinistas sentem dificuldades em respirar quando sobem montanhas. Como a concentração do ar é menor, as partículas estão mais afastadas, tornando o ar rarefeito.

Ao nível do mar, por outro lado, o ar está bastante concentrado, o que facilita a respiração.

Veja também: camadas da atmosfera.

Quanto maior a temperatura, menor a pressão atmosférica

A pressão atmosférica também é influenciada pela temperatura. Basta lembrar que em elevadas temperaturas, as moléculas dos corpos se afastam - o mesmo acontece com o ar.

Isso significa que em temperaturas mais quentes, as moléculas do ar estão mais espalhadas e, portanto, a pressão atmosférica tende a ser menor.

Em lugares frios, as moléculas de ar se agrupam, aumentando a concentração dos gases e consequentemente tornando a pressão atmosférica maior.

Saiba mais sobre temperatura.

Exemplos práticos da pressão atmosférica

Pressurização dos aviões

Os aviões comerciais costumam voar a cerca de 11.000 metros da superfície da Terra. Nessa altitude o ar está pouco concentrado e a pressão atmosférica é muito baixa, o que impossibilita a vida humana.

Para possibilitar a respiração no interior da cabine nessa altitude, as aeronaves são pressurizadas. Isso significa que uma quantidade grande de ar é injetada dentro da cabine até que se atinja uma pressão adequada para os seres humanos.

Durante o voo, a pressão no interior do avião é muito maior do que a pressão da atmosfera no exterior e para que essa pressão não se altere é preciso que a cabine do avião esteja completamente vedada.

Como o ar flui da área de maior densidade para a área de menor densidade, qualquer vazamento na cabine fará com que o ar rapidamente escape para fora da aeronave, provocando a despressurização.

Líquido no canudinho

Tomar um líquido no canudinho só é possível graças à ação da pressão atmosférica. Isso acontece porque a pressão atmosférica está exercendo uma força sobre o líquido que está no copo.

Dentro do canudinho tem ar e, portanto, pressão, mas quando puxamos o ar de dentro do canudo, reduzimos a pressão no seu interior.

Como existe uma pressão atmosférica “empurrando” o líquido para baixo e como o líquido flui da maior para a menor pressão, o líquido subirá pelo canudinho até chegar à boca.

Barômetro: um instrumento para medir a pressão atmosférica

A medição da pressão atmosférica foi feita pela primeira vez em 1643 por Evangelista Torricelli, um físico e matemático italiano.

Torricelli criou o barômetro de mercúrio, um instrumento composto por um tubo de ensaio de 1 metro de comprimento e outro recipiente mais baixo, similar a uma tigela. Ambos recipientes foram preenchidos com mercúrio.

Em sua experiência, o tubo de ensaio foi colocado na tigela com a extremidade aberta para baixo, de modo que não entrasse ar dentro do tubo.

O líquido começou a escorrer do tubo para a tigela e o sistema entrou em equilíbrio quando a coluna de mercúrio atingiu 76 cm. Na parte superior do tubo de ensaio, formou-se um vácuo.

A estabilização do sistema significa que a pressão atmosférica que a coluna de mercúrio exerce sobre o líquido é igual à pressão atmosférica exercida pela atmosfera na parte externa.

Assim, Torricelli determinou que a pressão atmosférica ao nível do mar seria igual a 76 cmHg ou 760 mmHg.