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¿Qué es la presión?

La presión es la magnitud física que mide la fuerza instantánea en una unidad de superficie, aplicada en dirección perpendicular a ésta. Su unidad en el SI es el pascal, que equivale a una fuerza de un newton que actúa uniformemente sobre un metro cuadrado, y otras unidades utilizadas son, por ejemplo, el milímetro de mercurio, el bar y la atmósfera.

¿Qué es la presión?

En la vida cotidiana encontramos muchos ejemplos de presión que utilizamos a menudo: la presión atmosférica para hablar de los cambios de tiempo, la presión sanguínea para hablar de salud, la presión de las ruedas del coche en el campo del motor. Incluso hablamos de presión en temas que no tienen ningún vínculo con la física: la presión de una entrevista de trabajo.

Fuerza y presión son conceptos muy diferentes. La presión (símbolo P) es la magnitud física que mide la fuerza instantánea en una unidad de superficie, aplicada en dirección perpendicular a ésta. Su unidad en el SI es el Pascal. El Pascal es equivalente a un Newton por metro cuadrado (N / m2). También se pueden utilizar otras unidades para medir la presión como el milímetro de mercurio, el bar y la atmósfera.

La presión se puede expresar en términos de presión absoluta o de presión relativa (también llamada presión normal, presión manométrica o presión gauge). La presión absoluta es la suma de la presión relativa y la presión atmosférica. La presión atmosférica estándar es de 101.325 Pa.

La presión P indica, para un instante dado, el valor de la normal de la fuerza F a cada punto de una superficie S.

Presione absoluta y presione relativa

La presión puede ser de dos tipos:

  • Presión absoluta o real (medida en el sistema técnico ata, atmósfera técnica absoluta): es la presión medida tomando el vacío como referencia;
  • Presión relativa (medida en el sistema técnico en atmósfera técnica relativa): es la presión medida tomando otra presión como referencia (por ejemplo, la presión atmosférica terrestre).

Si hay una presión (absoluta) de 10 atmósferas dentro de un recipiente a presión y la presión atmosférica (absoluta) está presente fuera de él, la presión relativa dentro del recipiente (es decir, la diferencia de presión entre el interior y el exterior del contenedor) son 9 atmósferas. Hay que tener en cuenta que una presión puede asumir valores inferiores a la presión atmosférica (en este caso hablamos de "depresión" o " vacío ").

Unidades para medir la presión

La unidad del sistema internacional para la fuerza es el Newton (N), para la superficie es el metro cuadrado (m2), así pues, para la presión será el (N / m2). A este valor, dado que se utiliza habitualmente se le ha dado un nombre especial, Pascal (Pa), en honor a Blaise Pascal.

El Pascal (Pa) es la unidad de medida de la presión en el Sistema Internacional. Pero es una unidad pequeña, y en ocasiones conviene utilizar otras unidades de medida de la presión:

  • Hectopascales (HPa). utilizado en meteorología. Esta unidad, equivale a 100 Pa.
  • Atmósfera (atm). La atmósfera es una unidad que indica la presión que produce la atmósfera terrestre en promedio en la superficie de la tierra. A la presión en este punto le damos el valor de 1 atmósfera. El nombre de esta unidad será atmósfera (atm) y equivale a 101.300 Pa.
  • Kiloponds por centímetro cuadrado (kp / cm2). Esta unidad de presión se utiliza en ingeniería. En este campo, normalmente se trata con pesos muy grandes que hace que no sea útil hablar de Newtons. El kilopond es el que pesa una masa de un kilogramo, y por tanto equivale a 9,8 N.

Atmósfera standard

Dentro de las diferentes unidades de presión queremos destacar la atmósfera por su amplio uso.

La atmósfera o atmósfera estándar, abreviada como atm, es una unidad de medida, definida con precisión de seis dígitos en el Sistema Internacional, para aproximar una cantidad que varía según el lugar y la hora. Es aproximadamente igual a la presión del aire al nivel del mar y se define como: 1 atm = 101 325 pascal.

La presión a veces se mide en relación con la presión atmosférica.

Un ejemplo es la presión de aire dentro de un neumático de un automóvil, por ejemplo, una presión de '2.2 atmósferas' significa 2,2 atmósferas sobre la presión atmosférica, es decir, la presión absoluta es igual a 3,2 atmósferas.

Además, la presión relativa no puede caer por debajo de un valor negativo, establecido en −101 325 Pa. Esto se justifica por el hecho de que al agregar la presión atmosférica (101 325 Pa) se obtiene una presión absoluta igual a cero, la llamada vacío absoluto. Físicamente es imposible obtener presiones por debajo del vacío absoluto.

Con la difusión del uso del Sistema Internacional también en el campo meteorológico, la presión atmosférica se mide en cientos de Pascales (o hectopascales, abreviados como hPa).

Aparatos para medir la presión

Entre los diferentes aparatos para medir la presión encontramos:

  • El barómetro, para medir la presión atmosférica.
  • El manómetro para medir diferencias de presiones entre dos fluidos).

Barómetro

Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Uno de los barómetros más conocidos es el de mercurio.

Existen diferentes tipos de barómetros dependiendo del principio físico de operación y la solución constructiva. Los barómetros más habituales en la práctica meteorológica se clasifican de la siguiente manera:

  • Barómetro de mercurio. Los barómetros a base de líquido indican la presión atmosférica medida por la altura de la columna de líquido (generalmente mercurio), pegada a la punta y al extremo inferior conectados a un pequeño recipiente de líquido (el valor de la presión atmosférica es proporcional al de la masa de la columna de líquido). Los barómetros de mercurio son los más precisos, ya que se utilizan en estaciones meteorológicas.
  • Barómetros con agua: barómetro Goethe y barómetro FitzRoy.
  • Barómetro de gas
  • Barómetro mecánico (aneroide). En la práctica, los barómetros mecánicos (aneroides) se usan con mayor frecuencia. No contienen líquido (del griego: aneroide = sin agua). Indican la presión atmosférica que actúa sobre una caja metálica elástica con paredes delgadas, con un pequeño orificio. Al disminuir la presión atmosférica, la caja se ensancha y, cuando se agranda, se contrae, actuando sobre un resorte. A menudo, en los barómetros mecánicos hay hasta diez cajas de metal, conectadas entre sí, que, al cambiar el valor de la presión atmosférica, mueve un indicador en la circunferencia graduada según el modelo de barómetro de mercurio.
  • Barógrafo. Es un barómetro que registra automáticamente la curva de las alturas alcanzadas por un avión.

Manómetro

El manómetro es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.

El manómetro se basa en equilibrar la presión medida con la fuerza de la deformación elástica de un resorte tubular o una membrana de dos placas más sensible, uno de los cuales está sellado en un soporte y el otro a través de una varilla conectada a un mecanismo tribo-sector que convierte el movimiento del sensor elástico en movimiento circular de la flecha.

Ejemplos de órdenes de magnitud de presión

0,5 Pa Presión atmosférica sobre Plutón.

9,81 Pa La presión causada por una profundidad de 1 mm de agua.

1 kPa Presión atmosférica sobre Marte.

10 kPa La presión causada por una profundidad de 1 m de agua, o bien la diferencia de presión entre el nivel del mar y 1000 m de altura.

101.325 kPa Presión atmosférica a nivel del mar.

10 GPa Presión necesaria para la formación del diamante, y algunos otros minerales.

 

    Autor:

    Fecha publicación: 15 de noviembre de 2016
    Última revisión: 25 de febrero de 2020