miércoles, 13 de octubre de 2010

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C.MEDIO AEREO
10. La atmósfera y sus características: presión atmosférica, vientos.

Se denomina atmósfera al gran océano de aire que envuelve a la Tierra y se extiende varios cientos de kilómetros hacia el firmamento. Nosotros vivimos en el fondo de este océano de aire, lo mismo que la mayoría de los anímale? y de las plantas.

Debido a su baja densidad; el aire produce un rozamiento muy pequeño y generalmente no nos damos cuenta de su existencia. Sin embargo, cuando el aire se pone en movimiento, convirtiéndose en viento,, dificulta el desplazamiento ^durante mucho tiempo el viento permitió la utilización de los grandes molinos; durante más de dos milenios el viento fue el más preciado auxiliar del navegante (fig. 66) : los vehículos construidos por el hombre, sobre todo los que desarrollan grandes velocidades, tienen fina^ líneas aerodinámicas para cortar mejor el aire (fig. 07).

Es muy difícil precisar la altura de la atmósfera. Se la divide en varias capas: troposfera, hasta los 16 Km hacia arriba; estratosfera, hasta los 35 Km; ionosfera, hasta los 200 Km; y exosfera, hasta los 1.000 Km.

El aire es una materia y como toda materia, ocupa espacio. En nuestras actividades de la vida diaria no nos damos cuenta de que el aire ocupa espacio. Así, colocamos nuestros libros sobre el escritorio, nos sentamos en un sofá,. etc., y nunca pensamos que en todas estas situaciones desplazamos al aire para ocupar el espacio en que él se encontraba.

Dos materias no pueden ocupar simultáneamente un mismo lugar en el espacio. Con respecto al aire, veamos las siguientes experiencias.


El viento dificulta el desplazamiento

. . pero también lo facilita.

Fifí. fifi. El viento.



La fuerza del viento puede frenar -nuestro avance

La resistencia que opone el aire al desplazamiento de vehículos a gran velocidad puede aminorarse.
Fig. 67. La fuerza del aire.


Fig. 68. El agua desaloja al aire.

Experiencia 16.—En una cubeta con agua introduzca verticalmente un frasco tal como indica la fig. 68. El agua no penetra al interior del frasco porque éste contiene aire. Incline el frasco y observará cómo escapa el aire en forma de burbujas, al mismo tiempo que el agua penetra al interior del frasco.

Experiencia 17.—En la misma cubeta con agua introduzca un frasco vacío, de cuello estrecho y tapado con un corcho. El agua debe cubrir completamente al frasco. Destape el frasco bajo el agua y tendrá otro ejemplo de desplazamiento del aire por el agua.

Dijimos anteriormente que la atmósfera está constituida por varias capas. Imaginemos estas capas dispuestas ho-rizontalmente. Como el aire es una materia, tiene peso. El peso de la capa superior se manifiesta como una presión sobre la capa-inmediatamente inferior y así [sucesivamente, de manera que la superficie terrestre recibe el peso de todas las capas de la atmósfera. Esto constituye la presión atmosférica.

La presión atmosférica sobre cada centímetro cuadrado de superficie en la tierra es aproximadamente de 1 Kg.





Así, un hombre adulto, cuya superficie es, más o menos, de 1,5 metros cuadrados, soporta una presión atmosférica

de 15 toneladas.

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Experiencia 18.—Vamos a utilizar la misma balanza cuya fácil construcción indicamos en la página 52, al tratar las condiciones del equilibrio. Suspenda un globo desinflado del primer agujere de la barra y equilíbrelo suspendiendo hojas de papel. Ahora, infle el globo y vuelva a suspenderlo^ Pesa más o menos que en el caso anterior, estando vacío? Esto demuestra que el aire tiene peso.
La presión atmosférica ejerce su acción sobre todas las caras de un cuerpo. Se ejerce en todas las direcciones normalmente a las superficies consideradas (fig. 69).
I''ijí. 69. Direcciones tle la presión atmosférica.


Podemos probar la existencia de la presión atmosférica mediante varias experiencias.

Experiencia 19.--Llene una copa de agua a rebosar, (bloque encima una hoja de cuaderno, aplique sobre ésta la palma de la mano y vuelva el vaso boca abajo. Saque la mano que aplicó sobre el papel y éste no se caerá ni dejará escapar el agua. ¿En qué sentido está actuando la presión atmosférica? El' vaso se mantiene lleno, boca abajo, porque la presión atmosférica está actuando sobre la hoja de papel y es mayor que la presión del agua sobre el papel.


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Experiencia 20. - Coloque sobre la mesa un. periódico de tamaño tabloide, en lo posible que no haya sido 'doblado. Debajo de él ubique una regla delgada de madera, uno de cuyos extremos sobresalga unos 10 ein de la mesa. Pase 1$, mano sobre el periódico, alisándolo. Ahora, dé un puñetazo sobre la parte saliente ele la regla. Comprobará, si está bien hecha la experiencia, que la regla se romperá antes que Ud. consiga levantar el periódico. Esto se debe a la presión atmosférica que gravita sobre el periódico.

Experiencia 21. — Consiga un tarro cilindrico, en buen estado y con Tina tapa atornillada. Coloque en él una pequeña cantidad de agua y caliéntelo hasta ebullición, sin la tapa. El vapor que se desprende desaloja al aire que había dentro del tarro. Retire el tarro de la llama, y, mientras el vapor está saliendo, atornille la tapa. ¿Qué sucede cuando el tarro se enfría? ¿A qué se debe?

Hace más o menos tres siglos, el duque Toseano, en Jtalia, perforó un pozo profundo y encontró (pie ninguna de las bombas disponibles podía elevar el agua a una altura mayor de 10,36 m. El duque consultó al gran físico italiano Gaíileo, quien estudió el problema pero no encontró la solución. Pero uno de sus discípulos, TorricelH, dio con la clave.

Torricelli pensó que el agua sólo subía hasta la altura de 10,36 m por efecto de la presión atmosférica. La atmósfera, por alta que sea debe tener un límite y su peso, la presión atmosférica es la que actuando sobre el agua la hace levantarse hasta una altura máxima de 10,36 m. Veamos la siguiente experiencia.

Experiencia 22. Llene con agua tubos de ensayo y probetas de diversos tamaños, de la mayor longitud que encuentre y colóquelos invertidos sobre una cubeta con agua. Comprobará que siempre la presión atmosférica será suficiente para mantener llenos de. agua los tubos y probetas. Esto se debe a que el peso de cada una de esas columnas de agua es inferior al peso de la atmósfera, que está actuando en la superficie.

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