16.3: Presión
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La presión es fuerza por unidad de área, o, más precisamente,
\[ \rho=\lim_{\delta A\rightarrow 0}\frac{\delta F}{\delta A}. \label{16.3.1} \]
No hay una dirección particular asociada a la presión —actúa en todas las direcciones— y es una cantidad escalar. La unidad SI es el pascal (Pa), que es una presión de un newton por metro cuadrado (N m - 2). Blaise Pascal (1623-1662) fue un matemático y filósofo francés que contribuyó en gran medida a la teoría de las secciones cónicas y a la hidrostática. Demostró que la presión barométrica disminuye con la altura —de ahí la famosa pregunta del examen: “Explica cómo usarías un barómetro para medir la altura de un edificio alto” — a la que se dice que la respuesta más precisa es: “Lo dejaría caer por la ventana y tiempo cuánto tiempo tardaba en llegar al suelo .”
La unidad de presión CGS es dinas cm - 2, y 1 Pa = 10 dinas cm - 2.
A menudo se ven algunas otras unidades tontas para la presión, como psi, bar, Torr o mm Hg, y atm.
Un psi o “libra por pulgada cuadrada” está bien para aquellos que definen una “libra” como una unidad de fuerza (uso de Estados Unidos) pero lo es menos para aquellos que definen una libra como una unidad de masa (uso del Reino Unido). Una psi es de aproximadamente 6894.76 Pa y una barra es de 10 5 Pa o 100 kPa.
[El “Sistema Británico de Ingeniería”, que yo sepa, se usa exclusivamente en Estados Unidos y no es y nunca se ha utilizado en Gran Bretaña, donde probablemente no sería reconocido. En el Sistema de Ingeniería “británico”, la libra se define como una unidad de fuerza, mientras que en Gran Bretaña una libra es una unidad de masa.]
Un Torr es una presión bajo una columna de mercurio de 760 mm de altura. Esto puede ser conveniente para un uso conversacional casual donde no se espera una precisión extrema en experimentos de laboratorio en los que la presión es realmente indicada por un barómetro o manómetro de mercurio. Para saber exactamente cuál es la presión en Pa por debajo de 760 mm Hg, se tendría que conocer el valor exacto de la aceleración gravitacional local y también la densidad exacta del mercurio, que varía con la temperatura y con la constitución isotópica. Un Torr se suele dar como 133.322 Pa. Evangelista Torricelli (1608 — 1647) es considerado como el inventor del barómetro de mercurio. Sucedió a Galileo como profesor de matemáticas en la Universidad de Florencia.
Un atm es de 760 torr o aproximadamente 14.7 psi o 101 325 Pa. Es decir, 1.013 25 bar
Como es habitual, el uso de una variedad de diferentes unidades, y conocer las definiciones exactas y los factores de conversión entre todas ellas y llevar a cabo todas las tediosas multiplicaciones, es una labor innecesaria que se nos inflige a todos en todas las ramas de la física.