Gli atomi dell’aria, per pochi che siano, hanno una massa che esercita una certa pressione: è la pressione atmosferica.
La massa di un volume di 1 m³ di aria, al livello del mare, è di 1 kg. Se l’aria fosse uguale a bassa quota e ad alta quota, sarebbe facile calcolare la pressione atmosferica, invece man mano che si sale di quota la massa dell’aria diminuisce. Come facciamo a calcolare la pressione di quella colonna di atmosfera che sta sopra di noi alta più di 15 km ?
Ci ha pensato però Evangelista Torricelli con il suo tubo di mercurio. Il nostro scienziato ha preso una provetta della sezione di 10 mm e la riempita di mercurio. Questo metallo è fluido, quindi si muove. La pressione della colonna d’aria alta più di 15 km sposta il mercurio fluido di 760 mm, 760 x 10 x 10, cioè 76.000 mm³, 76 cm³. Sapendo che il peso specifico del mercurio fluido è 13,579 g/cm³ (non il solido che pesa 15,6 g/cm³), abbiamo la massa è di 1,033 kg (76 cm³ x 13,579 g/cm³).
La massa che calca ogni centimetro quadrato di superficie terrestre è alla pressione atmosferica.
Una atmosfera = 1 atm = 1,033 kg per ogni cmq, alla latitudine di 45°, cioè del parallelo che passa sul Po, a livello del mare, a 0 °C,
… e noi non ce ne accorgiamo.
Le variazioni di pressione atmosferica
La pressione atmosferica diminuisce con l’altitudine, la temperatura, e stranamente l’umidità.
Aumentando l’altitudine la pressione scende
3/4 della pressione atmosferica si devono alla troposfera, 15 km d’aria, l’altro quarto ai restanti 500 km estremamente rarefatti.
Salendo di quota, diminuiscono gli atomi che premono sopra di noi, diminuisce la pressione, per cui a 1.000 metri la Pa è 0.886 (-0,114), 2 km 0.785 (-0,101), 3 km 0.70 (-0,085), 4 km 0,608 (-0,092)….
Aumentando l’umidità la pressione scende…
perché l’acqua H2O2 è più leggera dell’azoto N2 e dell’ossigeno O2:
peso molare di H2O < N2 < O2 : 18 < 28 < 32 grammi per mole, e ogni mole ha lo stesso numero di molecole.
L’umidità è il 3° fattore che determina la pressione: aria umida significa pressione è bassa e quindi maggiore probabilità di pioggia. Viceversa per l’alta pressione > aria asciutta > bel tempo.
Isobare
Rilevando la pressione atmosferica in varie parti del mondo, dove le stazioni di rilevamento sono ad altitudini e temperature diverse, con alcuni algoritmi si riportano tutte queste misure come se fossero a livello del mare e 0°C, si uniscono tutte le stazioni con uguale pressione, le linee che derivano sono dette isobare.
Sotto i 760 mm si parla di bassa pressione, sopra di alta pressione.
Perché studiare la pressione ?
Perché tra zone con differenti pressione si originano i venti e quindi le variazioni del tempo.