Un barómetro es un instrumento científico que se utiliza para medir la presión del aire en un entorno determinado. La tendencia de la presión puede predecir cambios a corto plazo en el clima. Muchas mediciones de la presión del aire se utilizan en el análisis del clima de superficie para ayudar a encontrar depresiones superficiales , sistemas de presión y límites frontales .
Los barómetros y los altímetros de presión (el tipo de altímetro más básico y común) son esencialmente el mismo instrumento, pero se utilizan para diferentes propósitos. Un altímetro está destinado a ser utilizado a diferentes niveles haciendo coincidir la presión atmosférica correspondiente con la altitud , mientras que un barómetro se mantiene al mismo nivel y mide cambios sutiles de presión causados por el clima y los elementos del clima. La presión atmosférica promedio en la superficie de la Tierra varía entre 940 y 1040 hPa (mbar). La presión atmosférica promedio a nivel del mar es de 1013 hPa (mbar).
La palabra barómetro se deriva del griego antiguo βάρος ( báros ), que significa "peso", y μέτρον ( métron ), que significa "medida".
Generalmente se atribuye a Evangelista Torricelli la invención del barómetro en 1643, [1] [2] aunque el historiador WE Knowles Middleton sugiere que la fecha más probable es 1644 (cuando Torricelli informó por primera vez sobre sus experimentos; la fecha de 1643 solo se sugirió después de su muerte). [3] Gasparo Berti , un matemático y astrónomo italiano, también construyó un barómetro de agua rudimentario en algún momento entre 1640 y 1644, pero no era un barómetro verdadero ya que no estaba destinado a moverse y registrar la presión del aire variable. [1] [3] El científico y filósofo francés René Descartes describió el diseño de un experimento para determinar la presión atmosférica ya en 1631, pero no hay evidencia de que construyera un barómetro funcional en ese momento. [1]
El 27 de julio de 1630, Giovanni Battista Baliani escribió una carta a Galileo Galilei explicando un experimento que había realizado en el que un sifón , conducido sobre una colina de unos 21 m de altura, no funcionó. Cuando se abrió el extremo del sifón en un depósito, el nivel del agua en esa rama se hundiría hasta unos 10 m por encima del depósito. [4] Galileo respondió con una explicación del fenómeno: propuso que era el poder del vacío lo que sostenía el agua, y que a cierta altura la cantidad de agua simplemente se volvía demasiada y la fuerza no podía sostener más, como una cuerda que solo puede soportar una cierta cantidad de peso. [4] [5] [6] Esta fue una reafirmación de la teoría del horror vacui ("la naturaleza aborrece el vacío"), que data de Aristóteles , y que Galileo replanteó como resistenza del vacuo .
Las ideas de Galileo, expuestas en sus Discorsi ( Dos nuevas ciencias ), llegaron a Roma en diciembre de 1638. [7] Los físicos Gasparo Berti y el padre Raffaello Magiotti se entusiasmaron con estas ideas y decidieron buscar una forma mejor de intentar producir el vacío que no fuera con un sifón. Magiotti ideó un experimento de este tipo. Existen cuatro relatos del experimento, todos escritos algunos años después. [7] No se dio una fecha exacta, pero como Dos nuevas ciencias llegó a Roma en diciembre de 1638 y Berti murió antes del 2 de enero de 1644, el historiador de la ciencia WE Knowles Middleton sitúa el evento en algún momento entre 1639 y 1643. [7] Estuvieron presentes Berti, Magiotti, el erudito jesuita Athanasius Kircher y el físico jesuita Niccolò Zucchi . [6]
En resumen, el experimento de Berti consistió en llenar con agua un tubo largo que tenía ambos extremos tapados y luego colocar el tubo en un recipiente con agua. Se abrió el extremo inferior del tubo y el agua que había estado dentro de él se vertió en el recipiente. Sin embargo, solo salió una parte del agua del tubo y el nivel del agua dentro del tubo se mantuvo en un nivel exacto, que resultó ser de 10,3 m (34 pies), [8] el mismo límite de altura que Baliani había observado en el sifón. Lo más importante de este experimento fue que el agua que bajaba había dejado un espacio encima en el tubo que no tenía contacto intermedio con el aire para llenarlo. Esto parecía sugerir la posibilidad de que existiera un vacío en el espacio sobre el agua. [6]
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Evangelista Torricelli, amigo y alumno de Galileo, interpretó los resultados de los experimentos de una manera novedosa. Propuso que el peso de la atmósfera, no la fuerza de atracción del vacío, era lo que mantenía el agua dentro del tubo. En una carta a Michelangelo Ricci en 1644 sobre los experimentos, escribió:
Muchos han dicho que el vacío no existe, otros que existe a pesar de la repugnancia de la naturaleza y con dificultad; no conozco a nadie que haya dicho que existe sin dificultad y sin resistencia de la naturaleza. Yo argumenté así: si puede encontrarse una causa manifiesta de la que pueda derivarse la resistencia que se siente cuando intentamos producir el vacío, me parece una tontería intentar atribuir al vacío operaciones que se siguen evidentemente de alguna otra causa; y así, haciendo algunos cálculos muy fáciles, descubrí que la causa que atribuí (es decir, el peso de la atmósfera) debería ofrecer por sí sola una resistencia mayor que la que ofrece cuando intentamos producir el vacío. [9]
Tradicionalmente, se pensaba, especialmente por los aristotélicos , que el aire no tenía peso; es decir, que los kilómetros de aire sobre la superficie de la Tierra no ejercían ningún peso sobre los cuerpos que se encontraban debajo de ella. Incluso Galileo había aceptado la ingravidez del aire como una verdad simple. Torricelli propuso que, en lugar de una fuerza de atracción del vacío que succionara agua, el aire sí tenía peso, que empujaba al agua, sosteniendo una columna de ella. Argumentó que el nivel en el que se mantenía el agua (aproximadamente 10,3 m por encima de la superficie del agua debajo) reflejaba la fuerza del peso del aire que empujaba al agua en la cuenca, lo que establecía un límite a la profundidad a la que podía hundirse el nivel del agua en un tubo alto, cerrado y lleno de agua. Consideraba el barómetro como una balanza (un instrumento de medición) en lugar de un mero instrumento para crear vacío, y dado que fue el primero en verlo de esta manera, se lo considera tradicionalmente el inventor del barómetro, en el sentido en el que ahora utilizamos el término. [6]
Debido a los rumores que circulaban en el chismoso vecindario italiano de Torricelli, que incluían que estaba involucrado en algún tipo de brujería o hechicería, Torricelli se dio cuenta de que tenía que mantener su experimento en secreto para evitar el riesgo de ser arrestado. Necesitaba usar un líquido que fuera más pesado que el agua, y de su asociación previa y las sugerencias de Galileo, dedujo que al usar mercurio , se podría usar un tubo más corto. Con mercurio, que es aproximadamente 14 veces más denso que el agua, ahora se necesitaba un tubo de solo 80 cm, no 10,5 m. [10]
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En 1646, Blaise Pascal, junto con Pierre Petit , repitió y perfeccionó el experimento de Torricelli después de escuchar sobre él de Marin Mersenne , a quien Torricelli le había mostrado el experimento hacia fines de 1644. Pascal ideó además un experimento para probar la proposición aristotélica de que eran los vapores del líquido los que llenaban el espacio en un barómetro. Su experimento comparó el agua con el vino, y dado que este último se consideraba más "espirituoso", los aristotélicos esperaban que el vino se mantuviera más bajo (ya que más vapores significarían más presión hacia abajo en la columna de líquido). Pascal realizó el experimento públicamente, invitando a los aristotélicos a predecir el resultado de antemano. Los aristotélicos predijeron que el vino se mantendría más bajo. No fue así. [6]
Sin embargo, Pascal fue aún más lejos y puso a prueba la teoría mecánica. Si, como sospechaban filósofos mecánicos como Torricelli y Pascal, el aire tenía peso, la presión sería menor a mayores altitudes. Por ello, Pascal escribió a su cuñado, Florin Perier, que vivía cerca de una montaña llamada Puy de Dôme , pidiéndole que realizara un experimento crucial. Perier debía llevar un barómetro hasta la montaña de Puy de Dôme y medir a lo largo del camino la altura de la columna de mercurio. Luego debía compararla con las mediciones tomadas al pie de la montaña para ver si las medidas tomadas más arriba eran de hecho más pequeñas. En septiembre de 1648, Perier llevó a cabo el experimento cuidadosa y meticulosamente y descubrió que las predicciones de Pascal habían sido correctas. La columna de mercurio se mantenía más baja a medida que el barómetro se elevaba a mayor altitud. [6]
El concepto de que la disminución de la presión atmosférica predice el tiempo tormentoso, postulado por Lucien Vidi , proporciona la base teórica para un dispositivo de predicción meteorológica llamado "barómetro meteorológico" o "barómetro Goethe" (nombrado en honor a Johann Wolfgang von Goethe , el reconocido escritor y polímata alemán que desarrolló un barómetro meteorológico simple pero efectivo utilizando los principios desarrollados por Torricelli ). El nombre francés , le baromètre Liègeois , es utilizado por algunos angloparlantes. [11] Este nombre refleja los orígenes de muchos de los primeros barómetros meteorológicos: los sopladores de vidrio de Lieja , Bélgica . [11] [12]
El barómetro de bola meteorológica consiste en un recipiente de vidrio con un cuerpo sellado, lleno hasta la mitad con agua. Un estrecho pico se conecta al cuerpo por debajo del nivel del agua y se eleva por encima de este. El estrecho pico está abierto a la atmósfera. Cuando la presión del aire es menor que cuando se selló el cuerpo, el nivel del agua en el pico aumentará por encima del nivel del agua en el cuerpo; cuando la presión del aire es mayor, el nivel del agua en el pico caerá por debajo del nivel del agua en el cuerpo. Una variación de este tipo de barómetro se puede hacer fácilmente en casa. [13]
Un barómetro de mercurio es un instrumento que se utiliza para medir la presión atmosférica en un lugar determinado y que consta de un tubo de vidrio vertical cerrado en la parte superior que se encuentra en un recipiente abierto lleno de mercurio en la parte inferior. El mercurio en el tubo se ajusta hasta que su peso equilibra la fuerza atmosférica ejercida sobre el depósito. La presión atmosférica alta ejerce más fuerza sobre el depósito, lo que obliga al mercurio a subir más en la columna. La presión baja permite que el mercurio caiga a un nivel inferior en la columna al reducir la fuerza ejercida sobre el depósito. Dado que los niveles de temperatura más altos alrededor del instrumento reducirán la densidad del mercurio, la escala para leer la altura del mercurio se ajusta para compensar este efecto. El tubo tiene que ser al menos tan largo como la cantidad de mercurio que se sumerge + el espacio libre + la longitud máxima de la columna.
Torricelli documentó que la altura del mercurio en un barómetro cambiaba ligeramente cada día y concluyó que esto se debía a la presión cambiante en la atmósfera . [1] Escribió: "Vivimos sumergidos en el fondo de un océano de aire elemental, que se sabe por experimentos incontestables que tiene peso". [14] Inspirado por Torricelli, Otto von Guericke el 5 de diciembre de 1660 descubrió que la presión del aire era inusualmente baja y predijo una tormenta, que ocurrió al día siguiente. [15]
El diseño del barómetro de mercurio da lugar a la expresión de la presión atmosférica en pulgadas o milímetros de mercurio (mmHg). Un torr se definió originalmente como 1 mmHg. La presión se expresa como el nivel de la altura del mercurio en la columna vertical. Por lo general, la presión atmosférica se mide entre 26,5 pulgadas (670 mm) y 31,5 pulgadas (800 mm) de Hg. Una atmósfera (1 atm) equivale a 29,92 pulgadas (760 mm) de mercurio.
Los cambios de diseño para hacer que el instrumento fuera más sensible, más simple de leer y más fácil de transportar dieron como resultado variaciones como los barómetros de cuenca, sifón, rueda, cisterna, Fortin, de plegado múltiple, estereométrico y de equilibrio.
En 2007, la Unión Europea promulgó una directiva para restringir el uso de mercurio en nuevos instrumentos de medición destinados al público en general, lo que puso fin de manera efectiva a la producción de nuevos barómetros de mercurio en Europa. La reparación y el comercio de antigüedades (producidas antes de fines de 1957) siguieron sin restricciones. [16] [17]
Los barómetros Fitzroy combinan el barómetro de mercurio estándar con un termómetro, así como una guía sobre cómo interpretar los cambios de presión.
Los barómetros Fortin utilizan una cisterna de mercurio de desplazamiento variable, construida generalmente con un tornillo de mariposa que presiona sobre un diafragma de cuero en el fondo (V en el diagrama). Esto compensa el desplazamiento del mercurio en la columna con la presión variable. Para utilizar un barómetro Fortin, el nivel de mercurio se establece en cero utilizando el tornillo de mariposa para hacer que un puntero de marfil (O en el diagrama) toque justo la superficie del mercurio. Luego, se lee la presión en la columna ajustando la escala de vernier de modo que el mercurio toque justo la línea de visión en Z. Algunos modelos también emplean una válvula para cerrar la cisterna, lo que permite forzar la columna de mercurio hacia la parte superior de la columna para su transporte. Esto evita daños por golpes de ariete en la columna durante el transporte.
Un simpiésómetro es un barómetro compacto y ligero que se utilizó ampliamente en los barcos a principios del siglo XIX. La sensibilidad de este barómetro también se utilizó para medir la altitud. [18]
Los simpiesómetros tienen dos partes. Una es un termómetro de mercurio tradicional que se necesita para calcular la expansión o contracción del fluido en el barómetro. La otra es el barómetro, que consiste en un tubo en forma de J abierto en el extremo inferior y cerrado en la parte superior, con pequeños depósitos en ambos extremos del tubo.
Un barómetro de rueda utiliza un tubo en forma de "J" sellado en la parte superior de la rama más larga. La rama más corta está abierta a la atmósfera y flotando sobre el mercurio hay un pequeño flotador de vidrio. Un hilo de seda fino está unido al flotador que pasa por una rueda y luego vuelve a bajar hasta un contrapeso (normalmente protegido en otro tubo). La rueda hace girar la punta en la parte delantera del barómetro. A medida que aumenta la presión atmosférica, el mercurio se mueve desde la rama corta a la larga, el flotador cae y la aguja se mueve. Cuando la presión cae, el mercurio se mueve hacia atrás, levantando el flotador y haciendo girar el dial en sentido contrario. [19]
Alrededor de 1810, el barómetro de rueda, que podía leerse a gran distancia, se convirtió en el primer instrumento práctico y comercial preferido por los agricultores y las clases educadas del Reino Unido. La esfera del barómetro era circular con un dial simple que señalaba una escala de fácil lectura: "Lluvia - Cambio - Seco" con el "Cambio" en el centro superior del dial. Los modelos posteriores agregaron una escala barométrica con graduaciones más finas "Tormentoso (28 pulgadas de mercurio), Mucha lluvia (28,5), Lluvia (29), Cambio (29,5), Regular (30), Regular (30,5), Muy seco (31)".
Natalo Aiano es reconocido como uno de los mejores fabricantes de barómetros de rueda, un pionero de una ola de fabricantes artesanales de instrumentos y barómetros italianos que fueron alentados a emigrar al Reino Unido. Trabajaba en Holborn, Londres, entre 1785 y 1805. [20] A partir de 1770, un gran número de italianos llegaron a Inglaterra porque eran expertos sopladores de vidrio o fabricantes de instrumentos. En 1840, era justo decir que los italianos dominaban la industria en Inglaterra. [21]
El uso de aceite para bombas de vacío como fluido de trabajo en un barómetro ha llevado a la creación del nuevo "Barómetro más alto del mundo" en febrero de 2013. El barómetro de la Universidad Estatal de Portland (PSU) utiliza aceite para bombas de vacío bidestilado y tiene una altura nominal de aproximadamente 12,4 m para la altura de la columna de aceite; las excursiones esperadas están en el rango de ±0,4 m en el transcurso de un año. El aceite para bombas de vacío tiene una presión de vapor muy baja y está disponible en un rango de densidades; se eligió el aceite para vacío de menor densidad para el barómetro de la PSU para maximizar la altura de la columna de aceite. [22]
Un barómetro aneroide es un instrumento utilizado para medir la presión del aire como un método que no involucra líquido . Inventado en 1844 por el científico francés Lucien Vidi , [23] el barómetro aneroide utiliza una pequeña caja de metal flexible llamada celda aneroide (cápsula), que está hecha de una aleación de berilio y cobre . La cápsula evacuada (o generalmente varias cápsulas, apiladas para sumar sus movimientos) se evita que colapse mediante un fuerte resorte. Pequeños cambios en la presión del aire externo hacen que la celda se expanda o contraiga. Esta expansión y contracción impulsa palancas mecánicas de tal manera que los pequeños movimientos de la cápsula se amplifican y se muestran en la cara del barómetro aneroide. Muchos modelos incluyen una aguja ajustada manualmente que se utiliza para marcar la medición actual para que se pueda ver un cambio. Este tipo de barómetro es común en hogares y en embarcaciones recreativas . También se utiliza en meteorología , principalmente en barógrafos y como instrumento de presión en radiosondas .
Un barógrafo es un barómetro aneroide registrador donde los cambios en la presión atmosférica se registran en un gráfico de papel.
El principio del barógrafo es el mismo que el del barómetro aneroide. Mientras que el barómetro muestra la presión en un dial, el barógrafo utiliza los pequeños movimientos de la caja para transmitirla mediante un sistema de palancas a un brazo de registro que tiene en su extremo un escriba o una pluma. Un escriba registra en papel ahumado mientras que una pluma registra en papel utilizando tinta, sujeta en una pluma. El material de registro está montado en un tambor cilíndrico que gira lentamente mediante un reloj. Por lo general, el tambor da una vuelta por día, por semana o por mes y el usuario puede seleccionar la velocidad de rotación.
Los barómetros de sistemas microelectromecánicos (o MEMS) son dispositivos extremadamente pequeños de entre 1 y 100 micrómetros de tamaño (0,001 a 0,1 mm). Se crean mediante fotolitografía o mecanizado fotoquímico . Las aplicaciones típicas incluyen estaciones meteorológicas miniaturizadas, barómetros electrónicos y altímetros. [24]
También se puede encontrar un barómetro en teléfonos inteligentes como el Samsung Galaxy Nexus , [25] Samsung Galaxy S3-S6, Motorola Xoom, Apple iPhone 6 y iPhones más nuevos, y el reloj inteligente Timex Expedition WS4 , basado en tecnologías de detección de presión piezorresistivas y MEMS . [26] [27] La inclusión de barómetros en teléfonos inteligentes originalmente tenía la intención de proporcionar un bloqueo de GPS más rápido . [28] Sin embargo, investigadores externos no pudieron confirmar una precisión adicional del GPS o la velocidad de bloqueo debido a las lecturas barométricas. Los investigadores sugieren que la inclusión de barómetros en teléfonos inteligentes puede proporcionar una solución para determinar la elevación de un usuario, pero también sugieren que primero se deben superar varios escollos. [29]
Existen muchos otros tipos de barómetros más inusuales. Desde variaciones del barómetro de tormentas, como el barómetro de mesa patentado de Collins, hasta diseños de aspecto más tradicional, como el oteómetro de Hooke y el simpiesómetro de Ross. Algunos, como el barómetro Shark Oil, [30] funcionan solo en un cierto rango de temperaturas, que se alcanza en climas más cálidos.
La presión barométrica y la tendencia de la presión (el cambio de presión a lo largo del tiempo) se han utilizado en la predicción meteorológica desde finales del siglo XIX. [31] Cuando se utilizan en combinación con observaciones del viento, se pueden hacer pronósticos a corto plazo razonablemente precisos. [32] Las lecturas barométricas simultáneas de una red de estaciones meteorológicas permiten producir mapas de presión atmosférica, que fueron la primera forma del mapa meteorológico moderno cuando se crearon en el siglo XIX. Las isobaras , líneas de igual presión, cuando se dibujan en un mapa de este tipo, dan un mapa de contorno que muestra áreas de alta y baja presión. [33] La alta presión atmosférica localizada actúa como una barrera para los sistemas meteorológicos que se aproximan, desviando su curso. La elevación atmosférica causada por la convergencia del viento de bajo nivel en la superficie trae nubes y, a veces, precipitaciones . [34] Cuanto mayor sea el cambio de presión, especialmente si es superior a 3,5 hPa (0,1 inHg), mayor será el cambio en el clima que se puede esperar. Si la caída de presión es rápida, se acerca un sistema de baja presión y hay una mayor probabilidad de lluvia. Los aumentos rápidos de presión , como los que se producen tras un frente frío , se asocian con una mejora de las condiciones meteorológicas, como un cielo despejado. [35]
Con la caída de la presión atmosférica, los gases atrapados en el carbón en las minas profundas pueden escapar con mayor libertad. Por lo tanto, la baja presión aumenta el riesgo de acumulación de grisú . Por ello, las minas de carbón llevan un registro de la presión. En el caso del desastre de la mina de carbón Trimdon Grange de 1882, el inspector de minas llamó la atención sobre los registros y en el informe afirmó que "las condiciones atmosféricas y de temperatura pueden considerarse como si hubieran alcanzado un punto peligroso". [36]
Los barómetros aneroides se utilizan en el buceo . Se utiliza un manómetro sumergible para controlar el contenido del tanque de aire del buceador. Otro manómetro se utiliza para medir la presión hidrostática, que normalmente se expresa como la profundidad del agua del mar. Uno o ambos manómetros pueden sustituirse por variantes electrónicas o por un ordenador de buceo. [37]
La densidad del mercurio cambia con el aumento o la disminución de la temperatura, por lo que la lectura debe ajustarse a la temperatura del instrumento. Para ello, se suele montar un termómetro de mercurio en el instrumento. La compensación de temperatura de un barómetro aneroide se logra mediante la inclusión de un elemento bimetálico en los enlaces mecánicos. Los barómetros aneroides que se venden para uso doméstico normalmente no tienen compensación, suponiendo que se utilizarán dentro de un rango de temperatura ambiente controlado.
A medida que la presión atmosférica disminuye en altitudes superiores al nivel del mar (y aumenta por debajo del nivel del mar), la lectura no corregida del barómetro dependerá de su ubicación. Luego, la lectura se ajusta a una presión equivalente al nivel del mar para fines de informes. Por ejemplo, si un barómetro ubicado al nivel del mar y en condiciones climáticas favorables se traslada a una altitud de 1000 pies (305 m), se debe agregar aproximadamente 1 pulgada de mercurio (~35 hPa) a la lectura. Las lecturas del barómetro en las dos ubicaciones deben ser las mismas si hay cambios insignificantes en el tiempo, la distancia horizontal y la temperatura. Si no se hiciera esto, habría una indicación falsa de que se aproxima una tormenta en la elevación superior.
Los barómetros aneroides tienen un ajuste mecánico que permite leer directamente la presión equivalente al nivel del mar y sin necesidad de realizar ajustes adicionales si el instrumento no se mueve a una altitud diferente. Ajustar un barómetro aneroide es similar a reiniciar un reloj analógico que no está en la hora correcta. Su dial se gira de modo que se muestre la presión atmosférica actual de un barómetro cercano y conocido de precisión (como la estación meteorológica local ). No se necesita ningún cálculo, ya que la lectura del barómetro de origen ya se ha convertido a presión equivalente al nivel del mar, y esto se transfiere al barómetro que se está configurando, independientemente de su altitud. Aunque es algo poco común, algunos barómetros aneroides destinados a monitorear el clima están calibrados para ajustarse manualmente a la altitud. En este caso, conocer la altitud o la presión atmosférica actual sería suficiente para futuras lecturas precisas.
La siguiente tabla muestra ejemplos de tres lugares de la ciudad de San Francisco , California . Tenga en cuenta que las lecturas corregidas del barómetro son idénticas y se basan en una presión equivalente a nivel del mar. (Suponga una temperatura de 15 °C).
En 1787, durante una expedición científica al Mont Blanc , De Saussure llevó a cabo investigaciones y experimentos físicos sobre el punto de ebullición del agua a diferentes alturas. Calculó la altura en cada uno de sus experimentos midiendo el tiempo que tardaba un mechero de alcohol en hervir una cantidad de agua, y por estos medios determinó que la altura de la montaña era de 4775 metros. (Esta altura resultó ser 32 metros menor que la altura real de 4807 metros). Para estos experimentos, De Saussure trajo equipo científico específico, como un barómetro y un termómetro . Su temperatura de ebullición calculada del agua en la cima de la montaña fue bastante precisa, con solo un error de 0,1 kelvin. [38]
A partir de sus hallazgos, se pudo desarrollar el altímetro como una aplicación específica del barómetro. A mediados del siglo XIX, este método fue utilizado por los exploradores. [39]
Cuando se mide la presión atmosférica con un barómetro, también se la denomina "presión barométrica". Supongamos que un barómetro tiene un área de sección transversal A y una altura h , lleno de mercurio desde la base en el punto B hasta la parte superior en el punto C. La presión en la parte inferior del barómetro, punto B, es igual a la presión atmosférica. La presión en la parte superior, punto C, puede considerarse cero porque solo hay vapor de mercurio por encima de este punto y su presión es muy baja en relación con la presión atmosférica. Por lo tanto, se puede encontrar la presión atmosférica utilizando el barómetro y esta ecuación: [40] [ aclaración necesaria ]
donde ρ es la densidad del mercurio, g es la aceleración gravitacional y h es la altura de la columna de mercurio sobre la superficie libre. Las dimensiones físicas (longitud del tubo y área de la sección transversal del tubo) del barómetro en sí no tienen efecto sobre la altura de la columna de fluido en el tubo.
En los cálculos termodinámicos, una unidad de presión de uso común es la "atmósfera estándar". Se trata de la presión resultante de una columna de mercurio de 760 mm de altura a 0 °C. Para la densidad del mercurio se utiliza ρ Hg = 13,595 kg/m 3 y para la aceleración gravitatoria se utiliza g = 9,807 m/s 2 .
Si se utilizara agua (en lugar de mercurio) para cumplir con la presión atmosférica estándar, se necesitaría una columna de agua de aproximadamente 10,3 m (33,8 pies).
Presión atmosférica estándar en función de la elevación:
Nota: 1 torr = 133,3 Pa = 0,03937 inHg
Sensor de presión barométrica: BOSCH BMP180
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