10.3: Presión y Densidad de la Atmósfera

¿Alguna vez te han reventado las orejas?

Si alguna vez te han “reventado” los oídos, has experimentado un cambio en la presión del aire. Las orejas “pop” porque la presión del aire es diferente en el interior y el exterior de tus oídos.

Propiedades de Aire

Por lo general, no podemos sentir el aire que nos rodea a menos que se mueva. Pero el aire tiene las mismas propiedades básicas que otras materias. Por ejemplo, el aire tiene masa, volumen y, por supuesto, densidad.

Densidad del aire

La densidad es masa por unidad de volumen. La densidad es una medida de lo cerca que se empaquetan las moléculas. Cuanto más cerca están, mayor es la densidad. Dado que el aire es un gas, las moléculas pueden empaquetarse con fuerza o extenderse.

La densidad del aire varía de un lugar a otro. La densidad del aire depende de varios factores. Uno es la temperatura. Al igual que otros materiales, el aire caliente es menos denso que el aire frío. Dado que las moléculas más cálidas tienen más energía, son más activas. Las moléculas rebotan entre sí y se separan. Otro factor que afecta la densidad del aire es la altitud.

Altitud y Densidad

La altitud es altura sobre el nivel del mar. La densidad del aire disminuye con la altura. Hay dos razones: a mayores altitudes, hay menos aire empujando hacia abajo desde arriba, y la gravedad es más débil más lejos del centro de la Tierra. Entonces, a mayores altitudes, las moléculas de aire pueden extenderse más, y la densidad del aire disminuye (Figura a continuación).

Este dibujo representa una columna de aire. La columna se eleva desde el nivel del mar hasta la cima de la atmósfera. ¿Dónde tiene el aire la mayor densidad?

Presión de aire

Debido a que el aire es un gas, sus moléculas tienen mucha energía. Las moléculas de aire se mueven mucho y chocan con las cosas. Por ello, ejercen presión. La presión del aire se define como el peso del aire que presiona contra un área determinada.

A nivel del mar, la atmósfera presiona hacia abajo con una fuerza de aproximadamente 1 kilogramo por centímetro cuadrado (14.76 libras por pulgada cuadrada). Si estás parado al nivel del mar, tienes más de una tonelada de aire presionando contra ti. ¿Por qué la presión no te aplasta? Prensas de aire en todas las direcciones a la vez. Otras moléculas de aire están empujando hacia atrás.

Altitud y presión de aire

Al igual que la densidad, la presión del aire disminuye con la altitud. Hay menos aire presionando hacia abajo desde arriba cuanto más arriba vas. Mira la botella que se muestra a continuación (Figura abajo). Fue drenado por un excursionista en la cima de una montaña. Después el excursionista atornilló la tapa en la botella y la llevó hasta el nivel del mar. A menor altitud, la presión del aire la aplastó. ¿Puedes explicar por qué?

A gran altitud la presión del aire es la misma dentro y fuera de la botella. A nivel del mar, la presión es mayor en el exterior que en el interior de la botella. La mayor presión exterior aplasta la botella.

Resumen

• La densidad del aire y la presión disminuyen al aumentar la altitud.
• Las orejas aparecen a medida que se igualan las presiones de aire dentro y fuera de la oreja.
• La gravedad tira de más moléculas de aire hacia el centro del planeta.

Revisar

1. ¿Por qué disminuye la densidad del aire al aumentar la altitud?
2. ¿Por qué disminuye la temperatura al aumentar la altitud en la troposfera?
3. ¿Por qué no estamos aplastados por el peso de la atmósfera sobre nuestros hombros?

Explora más

Utilice el siguiente recurso para responder a las preguntas que siguen.

1. ¿Qué es la presión?
2. ¿Qué hace que las moléculas de aire tengan presión?
3. ¿Dónde termina la atmósfera? ¿Qué pasa más allá de la atmósfera?
4. ¿Qué es la presión del aire?
5. ¿Cuál es la elevación y la presión del aire en Key West, Florida?
6. ¿Cuál es la elevación en el monte. ¿El Everest? ¿Por qué los escaladores suelen usar oxígeno extra allá arriba?
7. ¿Por qué cambia la presión del aire con la altitud?