Atmósfera (unidad)

La unidad de presión denominada atmósfera equivale a la presión que ejerce la atmósfera terrestre al nivel del mar. Se ha utilizado para medir presiones elevadas como, por ejemplo, la de los gases comprimidos. Esta unidad no pertenece al Sistema Internacional de Unidades y no tiene símbolo reconocido, pero suele abreviarse como atm.

En la X Conferencia General de Pesas y Medidas de 1954 fue definida como igual a 1 013 250 dinas por cm² (es decir 101 325 Pa).^[1]​ Corresponde a la presión de una columna de mercurio de 760 mm de altura a 0 °C, bajo la aceleración de la gravedad normal (9,80665 m/s²).

La atmósfera técnica (símbolo at) también es una medida antigua de presión, definida como la presión ejercida por una columna de agua de 10 metros de altura: 1 at = 98 066,5 Pa (valor exacto).

La masa de aire que envuelve a la Tierra, la atmósfera, constituye el ejemplo más interesante de distribución de presión de un fluido compresible. El peso del aire que forma la atmósfera origina la llamada presión atmosférica. La presión atmosférica en un punto es numéricamente igual al peso de una columna de aire de área de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire atmosférico va disminuyendo al aumentar la altura, no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre la superficie terrestre, pero, en cambio, resulta fácil medirla.

En 1643, Evangelista Torricelli (1608-47) ideó un método para medir la presión atmosférica y construyó el primer barómetro de mercurio. Dicho barómetro consiste, en esencia, en un tubo de vidrio, de un metro de longitud, cerrado por uno de sus extremos, que se llena completamente de mercurio. Evitando que se vierta el mercurio (tapando el extremo abierto), se invierte el tubo y se introduce su extremo abierto en una cubeta que contiene mercurio, situando el tubo en posición vertical, como se ilustra en la figura. Torricelli hizo esta experiencia y observó que el nivel del mercurio descendía dentro del tubo hasta que quedaba una columna (columna barométrica) de unos 760 mm de altura sobre el nivel del mercurio en la cubeta.

La diferencia de niveles (h) del mercurio en el tubo y en la cubeta permite calcular la presión atmosférica. El espacio que se forma sobre la columna de mercurio (cámara barométrica) solo contiene vapor de mercurio, cuya presión podemos despreciar por ser muy pequeña a las temperaturas ordinarias. Efectivamente, la presión que ejerce la atmósfera sobre la superficie del mercurio de la cubeta equilibra la presión de la columna de mercurio, luego, igualando ambas presiones, se obtiene la presión atmosférica p_a dada por:

donde ρ es la densidad del mercurio a la temperatura correspondiente a la realización de la experiencia. Así, añadiendo una escala graduada que permita medir la longitud de la columna barométrica (y un termómetro de ambiente) se construye un barómetro de Torricelli.