Pressão Atmosférica

Ao contrário do que se pode intuir, o ar tem peso, no nível do mar, um litro desse gás invisível pesa 1,29 g. Tendo a atmosfera uma altura convencionada de cem quilômetros, imagine o peso acumulado de todo esse ar sobre nós.

A massa aproximada de toda a atmosfera terrestre é de 5 quatrilhões de toneladas, o que corresponde a 1/1.200.000 da massa do planeta.

Não percebemos esse “peso” porque estamos sempre imersos nele. O peso atmosférico não é apenas uma força que vem de cima, mas sim o choque das moléculas de ar com os corpos imersos nele por todos os lados.

Esse é o mesmo princípio da força pressionando os ouvidos que sentimos quando mergulhamos, ou da força deixando de pressionar os ouvidos quando decolamos em um avião.

Conforme a altitude aumenta, as moléculas ficam mais dispersas e a pressão no volume de um litro diminui exponencialmente, bem como seu peso. Afinal, quanto mais subimos, menos ar há acima de nós pressionando juntas as moléculas ao redor.

A densidade da atmosfera cai à metade a uma altitude de 5,6 km. 90% da massa atmosférica está abaixo dos 16 km. A compressão na faixa mais próxima ao solo gera fenômenos ópticos importantes, como a difração.

Dispersão de Rayleigh

Quando ondas mudam de meio de propagação, ocorre a refração. Um feixe de luz branca (ondas eletromagnéticas) entrando na atmosfera é decomposto em todas suas cores componentes pela mudança do vácuo para o ar.

Os comprimentos de onda mais curtos (azul) da luz solar se dispersam com mais facilidade do que comprimentos de onda mais longos (vermelho), e é por isso que o céu parece azul.

Medição

Mede-se a pressão atmosférica por meio de barômetros. Eles podem ser de mercúrio, como os inventados por Torricelli em 1643.

Esses são um tubo de vidro cego, aberto em uma extremidade e fechado em outra, e preenchido com mercúrio. O tubo é posicionado com a ponta aberta para baixo, num recipiente aberto cheio com mais mercúrio.

O metal líquido desce por força da gravidade e “empurra” o mercúrio no recipiente aberto, que empurra o ar atmosférico e é empurrado de volta por ele. O mercúrio no tubo descerá até que o se iguale à força feita pela pressão atmosférica no recipiente.

No nível do mar, esse igualamento acontece quando a coluna tem 760 milímetros de mercúrio (Hg). Assim sabemos que o peso de toda coluna de ar terrestre pesa o mesmo que uma coluna de 760 mm Hg.

Outro método inventivo de se verificar a pressão é o barômetro aneróide. Nesse método, uma câmara de metal parcialmente esvaziada de ar tem uma mola ligada às paredes da câmara.

Quando a pressão é maior ao redor do equipamento, o ar pressiona essas paredes e transmite a força à mola medidora, que move a agulha em um mostrador e aponta a pressão que o equipamento está sofrendo.

O barômetro aneróide é menos preciso, mas é portátil e é utilizado como altímetro (medidor de altitudes). Pode-se levá-lo a uma montanha, por exemplo, onde a mola indicará uma menor pressão do ar ao redor, permitindo assim inferir a altitude em que se encontra.

Sistemas de medida

No Sistema Internacional (SI), a unidade de medida de pressão é o Pascal (Pa). Um pascal significa que o ar está se colidindo com a força de um newton a cada metro quadrado (1 Newton/1m2).

Também existem o milibar (um mb é igual a cem pascais) e os milímetros de mercúrio (mmHg). No nível do mar, a pressão é de 101,325 KPa ou 1013,25 mb ou 760 mmHg.