Variacion de la Presion Con La Altura Formula y Ejemplo



Variacion de la Presion Con La Altura Formula y Ejemplo

atmosfera


En los artículos anteriores hemos viajado mentalmente por las entrañas de la Tierra.

Nos ha ayudado a realizar estos viajes la fórmula que relaciona la presión del aire con la profundidad.

Ahora vamos a tener el valor de remontarnos a las alturas y aplicando esta misma fórmula veremos como varía la presión del aire en ellas.

En este caso la fórmula toma el aspecto siguiente:

p= 0,999 h/8


donde p es la presión en atmósferas y h es la altura en metros.

El número decimal 0,999 ha sustituido al 1,001, porque cuando nos trasladamos hacia arriba 8 m la presión no aumenta en 0,001, sino que disminuye en 0,001.

Para empezar resolvamos el problema siguiente: ¿A qué altura hay que elevarse para que la presión del aire se reduzca a la mitad?.



Para esto haremos p =0,5 en nuestra fórmula y buscaremos la altura h .

Tendremos la ecuación:

0,5 = 0,999 h/8


cuya resolución no presenta dificultades para los lectores que sepan manejar los logaritmos.

La respuesta h =5,6 km determina la altura a la cual la presión del aire debe reducirse a la mitad.

Sigamos subiendo tras los valerosos aeronautas soviéticos que en los estratostatos «URSS» y «OAX – 1» establecieron en 1933 y 1934 respectivamente los records del mundo de altura, el primero con una marca de 19 km y el segundo con la de 22 km. Estas altas regiones de la atmósfera se hallan ya en la llamada «estratosfera».

Por esto, los globos en que se realizaron estas ascensiones no se llaman aeróstatos, sino estratostatos.

Calculemos cuál es la presión atmosférica a esas alturas.

Para la altura de 19 km hallamos que la presión del aire debe ser : 

0,999 19.000/8 = 0,095 atm = 72 mm.




Para los 22 km de altura

0,999 22.000/8 = 0,066 atm = 50 mm.


Pero si leemos las notas de los «estratonautas» veremos que a las alturas antedichas se indican otras presiones. A 19 km de altura la presión era de 50 mm y a la de 22 km, de 45 mm.

¿Por qué no se cumplen los cálculos? ¿En qué consiste nuestro error?

La ley de Mariotte para los gases es perfectamente aplicable a estas presiones tan bajas. Pero cometimos un error al considerar que la temperatura del aire es igual en todo el espesor de los 20 km, cuando en realidad desciende notablemente al aumentar la altura.

Se considera que, por término medio, la temperatura desciende 6,5° por cada kilómetro de elevación.

Así ocurre hasta los 11 km de altura, donde es igual a 56° bajo cero. Después, durante un espacio considerable permanece invariable. Si tenemos en cuenta esta circunstancia (para esto no son suficientes los procedimientos de las matemáticas elementales), se obtiene un resultado que concuerda mucho mejor con la realidad.

Por esta misma razón, los resultados de los cálculos que antes hicimos, relativos a la presión del aire a grandes profundidades, también deben considerarse solamente como aproximados.

Para terminar debemos decir que el «techo» alcanzado por el hombre ahora es mucho más alto. Muchos aviones fabricados en serie vuelan ya a 25-30 kilómetros de altura. Ya en el año 1961 los aviadores soviéticos establecieron el récord del mundo de altura con una marca de 34,7 km.  

Fuente Yakov Perelman Física Recreativa



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