Ejercicios: Presión atmosférica

Define la presión atmosférica y explica por qué existe. Indica además cuál es su valor aproximado al nivel del mar en pascales ($\text{Pa}$) y en atmósferas ($\text{atm}$).

Explica qué instrumento se usa para medir la presión atmosférica y describe brevemente cómo funciona el barómetro de mercurio de Torricelli. Indica cuántos milímetros de mercurio ($\text{mmHg}$) marca aproximadamente al nivel del mar.

Indica si la presión atmosférica aumenta o disminuye al subir de Santa Cruz de la Sierra (cerca del nivel del mar en términos relativos, unos $400\ \text{m}$) a La Paz (cerca de $3.600\ \text{m}$). Justifica tu respuesta con una frase sobre la cantidad de aire que hay encima.

Convierte una presión atmosférica de $760\ \text{mmHg}$ a pascales, sabiendo que $1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 101.300\ \text{Pa}$. Luego expresa en atmósferas una presión de $494\ \text{mmHg}$, valor cercano al que se registra en la ciudad de La Paz.

En el colegio de Sisa hay un barómetro de mercurio. En El Alto la columna de mercurio mide $480\ \text{mm}$. Calcula la presión atmosférica en pascales, usando $\rho_{Hg} = 13.600\ \text{kg/m}^3$ y $g = 9{,}8\ \text{m/s}^2$, con la fórmula $P = \rho\, g\, h$. Compara el resultado con $101.300\ \text{Pa}$ y expresa qué porcentaje de la presión del nivel del mar representa.

Una olla con agua se calienta en una cocina de El Alto y hierve a unos $87\ ^\circ\text{C}$, mientras que en Trinidad hierve a casi $100\ ^\circ\text{C}$. Explica, relacionando la presión atmosférica con la ebullición, por qué ocurre esta diferencia y qué consecuencia tiene para cocinar, por ejemplo, el chuño o los fideos.

Un grupo de estudiantes de 5.° de secundaria viaja de Santa Cruz de la Sierra a La Paz y mide la presión con un barómetro portátil. En Santa Cruz obtienen $96.000\ \text{Pa}$ y en La Paz $65.000\ \text{Pa}$. Calcula la diferencia de presión, exprésala como porcentaje de la presión en Santa Cruz y calcula la altura de una columna de mercurio ($\rho = 13.600\ \text{kg/m}^3$, $g = 9{,}8\ \text{m/s}^2$) que equilibraría cada una de las dos presiones. Interpreta los resultados en relación con la altitud.

Amaru propone reemplazar el mercurio de un barómetro por agua ($\rho = 1.000\ \text{kg/m}^3$) para evitar un material tóxico. Calcula la altura que tendría la columna de agua al nivel del mar ($P = 101.300\ \text{Pa}$, $g = 9{,}8\ \text{m/s}^2$) y compárala con la del mercurio. Analiza si la propuesta es práctica para un laboratorio escolar y qué altura aproximada tendría la columna de agua en La Paz, donde la presión es de unos $65.000\ \text{Pa}$.