PRESION HIDROSTATICA PRESION ATMOSFERICA

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PRESION HIDROSTATICA PRESION ATMOSFERICA
Presión hidrostatica.
En general, podemos decir que la presión se define como
fuerza sobre unidad de superficie, o bien que la presión
es la magnitud que indica cómo se distribuye la fuerza
sobre la superficie en la cual está aplicada.
Si una superficie se coloca en contacto con un fluido en 
equilibrio (en reposo) el fluido, gas o líquido, ejerce 
fuerzas normales sobre la superficie.
Entonces, presión hidrostática, en mecánica, es la fuerza
por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas
perpendicularmente a dicha superficie.
Si la fuerza total (F) está distribuida en forma uniforme
sobre el total de un área horizontal (A), la presión (P) en
cualquier punto de esa área será
P: presión ejercida sobre la superficie, N/m2
F: fuerza perpendicular a la superficie, N
A: área de la superficie donde se aplica la fuerza, m2
Ahora bien, si tenemos dos
recipientes de igual base
conteniendo el mismo
líquido (figura a la
izquierda) , veremos que el
nivel del líquido es el
Mismo nivel, misma presión.
mismo en los dos
recipientes y la presión
ejercida sobre la base es la
misma.
Eso significa que:
La presión es
independiente del tamaño de la sección de la columna:
depende sólo de su altura (nivel del líquido) y de la
naturaleza del líquido (peso específico).
Esto se explica porque la base sostiene sólo al líquido
que está por encima de ella, como se grafica con las
líneas punteadas en la figura a la derecha.
La pregunta que surge naturalmente es: ¿Qué sostiene al
líquido restante?
Y la respuesta es: Las paredes del recipiente. El peso de
ese líquido tiene una componente aplicada a las paredes
inclinadas.
La presión se ejerce solo sobre la base y la altura o nivel
al cual llega el líquido indica el equilibrio con la presión
atmosférica.
 
Presión y profundidad
La presión en un fluido en equilibrio aumenta con la
profundidad, de modo que las presiones serán uniformes
sólo en superficies planas horizontales en el fluido.
Por ejemplo, si hacemos mediciones de presión en algún
fluido a ciertas profundidades la fórmula adecuada es
Presión solo sobre la base.
Es decir, la presión ejercida por el fluido en un punto
situado a una profundidad h de la superficie es igual al
producto de la densidad d del fluido, por la profundiad h y
por la aceleración de la gravedad.
Si consideramos que la densidad del fluido permanece
constante, la presión, del fluido dependería únicamente
de la profundidad. Pero no olvidemos que hay fluidos
como el aire o el agua del mar, cuyas densidades no son
constantes y tendríamos que calcular la presión en su
interior de otra manera.
Unidad de Presión
En el sistema internacional la unidad es el Pascal (Pa) y
equivale a Newton sobre metro cuadrado.
La presión suele medirse en atmósferas (atm); la
atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760
mm de mercurio o 14,70 lbf/pulg2 (denominada psi).
La tabla siguiente define otras unidades y se dan algunas
equivalencias.
Unidad Símbolo Equivalencia
bar bar 1,0 × 105 Pa
atmósfera atm
101.325 Pa  1,01325 bar
1013,25 mbar
mm de 
mercurio
mmHg 133.322 Pa
Torr torr 133.322 Pa
lbf/pulg2 psi 0,0680 atm
kgf/cm2 0,9678 atm
atm 760,0 mmHg
psi 6.894, 75 Pa
Medidores de presión
La mayoría de los medidores de
presión, o manómetros, miden la
diferencia entre la presión de un
fluido y la presión atmosférica
local.
Para pequeñas diferencias de
presión se emplea un
manómetro que consiste en un
tubo en forma de U con un
extremo conectado al recipiente que contiene el fluido y
el otro extremo abierto a la atmósfera.
El tubo contiene un líquido, como agua, aceite o
mercurio, y la diferencia entre los niveles del líquido en
ambas ramas indica la diferencia entre la presión del
recipiente y la presión atmosférica local.
Para diferencias de presión mayores se utiliza
el manómetro de Bourdon, llamado así en honor al
inventor francés Eugène Bourdon. Este manómetro está
formado por un tubo hueco de sección ovalada curvado
en forma de gancho.
Los manómetros empleados para registrar fluctuaciones
rápidas de presión suelen utilizar sensores
piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una
respuesta instantánea.
Manómetro común.
Como la mayoría de los manómetros miden la diferencia
entre la presión del fluido y la presión atmosférica local,
hay que sumar ésta última al valor indicado por el
manómetro para hallar la presión absoluta. Una lectura
negativa del manómetro corresponde a un vacío parcial.
Presión atmosférica.
Si sobre una mesa se coloca un objeto pesado, el peso
de ese cuerpo ejerce sobre la superficie de la mesa una
cierta presión. Del mismo modo, aunque el aire no es un
material muy pesado, la enorme cantidad de aire
atmosférico que existe sobre un punto de la Tierra hace
que su peso total sea lo suficientemente grande como
para que la presión que ejerce sobre ese punto tenga una
gran magnitud.
La caricatura ilustra "el peso de la
atmósfera"
Ese valor de la presión sobre cualquier punto de la
superficie terrestre, que ejerce toda la masa de aire
atmosférico, recibe el nombre de presión atmosférica.
Presión atmosférica: Es la fuerza que ejerce el aire
atmosférico sobre la superficie terrestre.
Algo importante que debemos considerar. Ya vimos, por
el ejemplo inicial, que todo cuerpo genera una presión,
pero esta presión que ejerce depende de su estado
(sólido, líquido o gaseoso).
Los sólidos generan presión solo hacia abajo. Los
líquidos generan presión hacia todos sus costados y
hacia abajo. Y los gases generan presión por todo su
derredor; o sea, hacia arriba, hacia todos sus costados y
hacia abajo, por la propiedad más importante que los
caracteriza: tienden a ocupar todo el espacio que los
contiene.
La existencia de la presión atmosférica es evidente, por
ejemplo, cuando se utiliza una ventosa: al comprimirla
contra el vidrio eliminando el aire de su interior al
soltarla recobra su forma, pero ahora la presión
atmosférica la mantiene apretada contra la superficie
del vidrio.
El aire atmosférico pesa
A  nivel del mar un litro de aire pesa 1,293 gramos. En un
punto cualquiera la presión atmosférica viene dada por
el peso de una columna de aire cuya base es 1 cm2 y la
altura la distancia vertical entre el punto y el límite de la
superficie libre de la atmósfera. 
La presión atmosférica normal equivale a la que ejerce a
0º C y a nivel del mar una columna de mercurio de 76 cm
de altura. Ese valor se toma como unidad práctica de
presión y se denomina atmósfera. 
Unidades de Presión
La presión atmosférica se suele
expresar en mm de
mercurio o torricelli, diciéndose
que la presión normal, a nivel
del mar es de 760 mm de Hg.
Este valor se llama también
una atmósfera. Sin embargo,
los “hombres del tiempo”
suelen utilizar otra unidad para
medir la presión: el milibar.
En cualquiera de las unidades, la presión que se
considera normal a nivel del mar tiene un valor de 1
atmósfera o, lo que es lo mismo, 760 mm de Hg ó 1.012,9
milibares.
Medición de la presión
Para medir la presión de un fluido se
utilizan manómetros. El tipo más sencillo
demanómetro es el de tubo abierto.  Se trata de un tubo
en forma de U que contiene un líquido, hallándose uno de
sus extremos a la presión  que se desea medir, mientras
el otro se encuentra en comunicación con la atmósfera.
Para la medición de la presión atmosférica se emplea
el barómetro, del que existen diversos tipos. El
barómetro de mercurio, inventado por Torricelli es
simplemente un tubo en forma de U con una rama
cerrada en la que se ha hecho el vacío, de manera que la
presión en la parte más elevada de esta rama es nula.
Presión atmosférica y altura
Como la presión atmosférica se debe al peso del aire
sobre un cierto punto de lasuperficie terrestre, es lógico
suponer que cuanto más alto esté el punto, tanto menor
será la presión, ya que también es menor la cantidad de
aire que hay en su cima.
Por ejemplo, en una montaña la cantidad de aire que hay
en la parte más alta es menor que la que hay sobre una
playa, debido a la diferencia de nivel.
Tomando como referencia el nivel del mar, donde la
presión atmosférica tiene un valor de 760 mm, se
comprueba que, al medir la presión en la cumbre que se
encuentra a unos 1.500 metros sobre el nivel del mar, la
presión atmosférica vale aproximadamente 635 mm; es
decir, la presión disminuye con la altura.
De acuerdo con lo anterior, cuanto mayor sea la
altura de la superficie terrestre respecto al nivel del
mar, menor es la presión del aire, puesto que la columna
de vidrio del barómetro que queda por encima también
es menor. Dicho de otro modo:
La presión atmosférica disminuye con la altura
La disminución que experimenta la presión con la altura
no es directamente proporcional puesto que el aire es un
fluido que puede comprimirse mucho, por lo que las
masas de aire más próximas al suelo están comprimidas
por el propio peso del aire de las capas superiores y son,
por tanto, más densas. Así, cerca del nivel del mar un
pequeño ascenso en altura supone una gran disminución
de la presión, mientras que a gran altura hay que
ascender mucho más para que la presión disminuya en la
misma medida.
Efectos de la altura en el organismo
Los efectos de la altura sobre el organismo humano son
percibidos claramente por los montañistas, quienes está
propensos a sufrirlos a medida que ascienden las
cumbres.
Algunos de esos síntomas se presentan como cefalea,
síntomas gastrointestinales, debilidad o fatiga,
inestabilidad o vértigos, trastornos del sueño, entre
otros.
Según se ha visto, la medida más eficaz ante la aparición
de síntomas del mal de montaña es el descenso a
altitudes más bajas, aunque solamente sean unos
cientos de metros.
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