Pressão barométrica
A pressão barométrica , mais comumente chamada de pressão atmosférica , é a pressão exercida pelo ar circundante na atmosfera. Recebe o nome de pressão barométrica porque é medida com um barômetro. A pressão barométrica é comumente medida em todas as estações meteorológicas. Por que essa é uma característica tão importante para a compreensão de nosso clima e tempo? Acontece que pequenas variações na pressão atmosférica estão relacionadas às mudanças nas condições climáticas. Nesta lição, vamos examinar a ciência por trás da pressão barométrica.
Primeiro, precisamos entender o que é pressão barométrica e por que ela muda. Em outra lição desta série, aprendemos que a altitude e a pressão barométrica estão intimamente relacionadas. A pressão atmosférica diminui exponencialmente com a maior altitude devido à diminuição da gravidade com a elevação e menos pressão do ar sobrejacente.
Para incorporar todas as mudanças que ocorrem com as mudanças na altitude, a equação da pressão barométrica modela as mudanças na pressão do ar com a altitude. A equação da pressão barométrica é a seguinte:
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Onde P sub h é a pressão na elevação, P sub 0 é a pressão ao nível do mar, m é a massa de uma molécula de ar, g é a gravidade, h é a altura na elevação, k é a constante de Boltzmann e T é a temperatura . O que esta equação mostra é que a pressão diminui exponencialmente com a altitude.
Como vemos nesta equação, a pressão barométrica depende da altitude, pressão ao nível do mar, gravidade e temperatura. No entanto, mencionei no início desta lição que a pressão barométrica também pode nos informar sobre as mudanças no clima. Você provavelmente já viu relatórios meteorológicos locais falando sobre sistemas de alta e baixa pressão. Os sistemas de baixa pressão estão associados a tempestades porque o ar sobe em áreas de baixa pressão e se condensa para formar nuvens. Portanto, esses sistemas de baixa e alta pressão se formam e se movem ao redor do globo com a mudança dos padrões climáticos e do tempo. Medindo pequenas mudanças na pressão barométrica em uma estação meteorológica, podemos então prever se um sistema tempestuoso de baixa pressão está se aproximando devido à queda da pressão atmosférica. Se a pressão começar a subir novamente e permanecer estável, sabemos que ‘
Medindo a pressão barométrica
Agora que sabemos um pouco sobre a pressão barométrica, vamos abordar como ela é medida. Barômetros são instrumentos que medem a pressão atmosférica. Existem três tipos comuns de barômetros: mercúrio, aneróide e digital.
Barômetros de mercúrioconter um tubo de vidro que está aberto para uma pequena poça de mercúrio no fundo. À medida que a pressão do ar externo aumenta, o mercúrio é empurrado para cima no tubo de vidro em uma tentativa de equalizar a pressão interna no vidro com a pressão externa. Quando a pressão do ar externo cai, o nível de mercúrio também cai, para diminuir a pressão interna do vidro. Pense no pequeno espaço acima do mercúrio como uma mini-atmosfera. Para aumentar a pressão do ar, você precisa condensar o ar no espaço. Para diminuir, você precisa dar mais espaço ao ar interno. Criado no século 17, os barômetros de mercúrio são o tipo mais antigo de barômetro. Eles ainda são usados hoje devido à sua alta precisão, simplicidade e baixo custo. Apesar de suas vantagens, o tamanho, o vidro e o mercúrio venenoso tornam esta tecnologia unideal para algumas aplicações.
O outro tipo de barômetro é o barômetro aneróide , que usa uma pequena célula de metal lacrada. Aumentos na pressão atmosférica fazem com que as paredes da célula se aproximem, enquanto diminuições fazem com que o ar dentro da célula se expanda e as paredes se afastem mais. Os barômetros aneróides tradicionais têm a célula conectada à base do instrumento, enquanto o outro lado está conectado a uma mola ou a uma série de alavancas e polias para girar um ponteiro giratório em um mostrador.
Barômetros digitais modernos usam transdutores de pressão para medir de forma rápida e fácil a mudança de pressão usando um dos muitos sensores de pressão elétricos. Devido ao seu tamanho muito pequeno, eles podem ser instalados nas placas de controle de muitos eletrônicos, incluindo telefones inteligentes.
Observe que há muitas unidades de pressão usadas para relatar a pressão barométrica. Atmosfera padrão , ou atm , deve ser aproximadamente a pressão média ao nível do mar. As outras unidades comuns são hectopascais (hPa) , milibar (mbar) , torr e polegadas de mercúrio ou psi . A relação entre essas unidades é exibida:
1 atm = 1013,25 hPa
1 atm = 1013,25 mbar
1 atm = 760 torr
1 atm = 29,92 inHg
1 atm = 14,696 psi
Agora, você não precisará memorizar essas conversões, pois normalmente pode procurá-las se precisar converter entre unidades. No entanto, é bom conhecer algumas das unidades comuns de pressão para que você possa reconhecer seu uso.
Resumo da lição
Nesta lição, aprendemos que a pressão barométrica varia com a altitude e também com as mudanças nas condições climáticas. Medir a pressão barométrica pode nos dizer se as tempestades estão vindo com a queda da pressão ou se podemos esperar um tempo mais justo com o aumento e depois a pressão estável. O primeiro barômetro foi o barômetro de mercúrio que tinha uma extremidade aberta com mercúrio que pode subir ou descer com a variação da pressão atmosférica. Os barômetros aneróides usam uma pequena célula de metal selada que se expande ou se contrai com a pressão atmosférica externa. Finalmente, os barômetros digitais mais modernos usam sensores elétricos de pressão instalados em painéis de controle.