Los gasesen reposo

i Los gases pesan. Esto lo demostró Galileo. El peso del

aire, que compone la atmósfera, distribuido por la superficie

de la Tierra, debe ejercer una presión, pensó su

discípulo Torricelli. Lo comprobó invirtiendo un tubo lleno de

mercurio, en un recipiente que también contenía mercurio:

el tubo no se vació totalmente. La única explicación era que algo

sostenía al mercurio, y ese algo sólo podía ser la presión

de la atmósfera. Pascal repitió las experiencias de Torricelli.

pero usando agua. Previamente había calculado que

necesitaría un tubo de unos 10 metros. Sus cálculos fueron confir-

mados por la experiencia, pues la altura del agua -mantenida

por la presión atmosférica fue de 10.33 rn. El buen

humor de Pascal le hizo repetir la experiencia hasta con vino.

para convencer a sus adversarios.

•

5LA PRESIÓN

ATMOSFÉRICA

¿Pesan los gases?

Antiguamente se creía que losgases no pesaban. Este error per-sistió hasta la época de Galileo (si-glo xvii), quien demostró que losgases pesan. Para ello, hizo más,omenos lo siguiente:

1) Pesó un recipiente con aire.2) Pesó el mismo recipiente

con aire comprimido.En esta segunda prueba había

más aire dentro del recipiente, ycomo la balanza indicó mayor pe-so, comprobó que el aire pesa.

Peso específico del aire. Pues-to que el aire pesa, debe tener un

Lanzamiento de un globo-sonda.

peso específico. ¿Cómo podríamosmedirlo?

1) Pesamos un balón de 1 litrolleno de aire.

2) Practicamos el vacío dentrodel balón, y lo pesamos vacío.

La diferencia es el peso de 1 li-tro de aire. Encontraremos que

Su peso específico es, pues,

1,3 "g/dm3, o sea 0,0013 g/cma.

Presión atmosférica

La atmósfera, capa de aire querodea a la Tierra, y cuyo espesorse calcula en unos 500 km, pesa, ypor lo tanto ejerce una presión so-

: bre las cosas y personas que están,A¥ en la Tierra, sumergidas en dicha

atmósfera, tal como los peces loestán en el agua. Esa presión sellama presión atmosférica.

La presión atmosférica se ejer-ce en todas direcciones, con igualintensidad. Así lo prueban algu-nas experiencias muy sencillas:

1) Se llena un vaso de agua.Se tapa con un papel y luego se loinvierte. A pesar de que soportaLa presión del agua, el papel no

• cae, pues esa presión es menor quela que ejerce la atmósfera haciaarriba.

Demostración de la presión atmosférica: 1), elaire ejerce hacia arriba una presión mayorque la ejercida hacia abajo por e! agua, y elpapel no cae; 2), el papel se molo, entróaire y, al aumentar la presión hacia abajo, elagua cae. Obsérvese cómo el pape! es empu-jado hacia arriba; 3), la posición del papel in-dica cómo el aire empujaba hades arriba.

2) Se llena con agua un tubitode los de vainilla, o más delgado;se lo pone boca abajo y el agua nocae: está sostenida por la presiónatmosférica.

Toque el agua con el dedo, yobserve lo que ocurre.

3) Si se chupa el aire de unabolsa de papel, ésta se contrae entodo sentido.

4) La misma experiencia pue-de hacerse con una lata. Estandoabierta se la calienta fuertemente:sale aire. Se la cierra hermética-mente y se la deja enfriar: al pocorato las paredes de la lata se hun-den, por la presión de la atmósfera.

5) Si se chupa un líquido conun tubo, aquél sube hasta la boca(como cuando se toma mate, o re-frescos con pajita).

¿Por qué sube? Al chuparextraemos el aire del tubo o labombilla, y entre las dos superfi-cies del líquido (dentro y fuera)se produce una diferencia de pre-sión. El líquido se mueve haciadonde la presión es menor. En ellose basan las bombas para extraeragua.

UNA "FALLA" MISTERIOSA. Fue justa-mente algo relacionado con las bombaslo que produjo uno de los principalesdescubrimientos de la física. En el año1644, Galilea, gran físico i tal iano dequien hablaremos muchas veces, fueconsultado por emisarios del gran duquede Toscana respecto de un hecho extra-ño. Con el fin de ampliar el sistema deriego, se habían practicado grandes po-zos en los jardines del palacio de aquél,y las bombas tenían que extraer aguadesde una profundidad de 15 metros.Los ingenieros, con gran asombro, veíanque por más que las máquinas trabaja-ban, no hacían subir el agua más deunos 8 metros.

Galileo estudió el problema, pero nodio con la solución. Fue Evangelista To-rricelli, uno de sus discípulos, quien diocon la clave.

Al quitar el aire de adentro, elde afuera aplasta !ct bolsa depape!.

El agua que ilena este tubo sines sostenida por la presión atm

Al invertir el tubo, que estaba lleno de mercu-rio, unos 76 cm del mismo quedan dentro, sos-tenidos por la presión atmosférica, que haceuna fuerza hacia arriba mayor que el pesodel mercurio.

Los antiguos .sabios griegos sosteníanque el agua subía "por horror al vacío".Según ellos, la materia no podía sopor-tar que se hiciese el vacío: en cuanto seproducía, corría horrorizada a llenarlo.Esta fantástica teoría hacía pensar quela materia, agua en nuestro caso, estabadotada de una especie de sabiduría yhasta de voluntad . , .

Torricellí pensó que todo eso era fal-so, y que el agua subía por la presiónde la atmósfera. En efecto, pensaba, sa-bemos que el aire pesa; la atmósfera.por alta que sea, debe tener un límite,y el total de la atmósfera debe tener unpeso, que ejerce presión sobre la Tierra.Esta presión podrá levantar el agua has-ta un cierto nivel, pero no más, y esenivel sería de diez metros, de acuerdocon lo que sucedía en los pozos de Flo-rencia. Todavía reflexionó más:

¿Qué pasaría si en lugar de bombearagua hubiera que bombear me rcu r io?Su peso específico es 14 veces mayorque el del agua, de modo que con mer-curio sólo se llegaría a una altura 14 ve-ces menor, aproximadamente 76 cm.

Tórricelli comunicó sus ideas a Vi-viani, otro discípulo de Galileo, quieninmediatamente realizó la exper ienc iaque hoy conocemos con el nombre de"experiencia de Tórricelli".

EXPERIENCIA DE TORRICELLÍ. Sellena totalmente de mercurio untubo de aproximadamente 1 m delargo. Se lo tapa con un dedo, selo invierte, y se retira el dedo:el mercurio comienza a caer, perocuando uno cree que todo el mer-curio caerá, observa que una granparte del mismo retrocede violen-tamente hacia arriba y choca con-tra la parte superior del tubo, pro-duciendo un ruido metálico, y yano cae más, ¿Qué lo sostiene?¿Qué es lo que hace fuerza paraequilibrar todo su peso? Y sobretodo, ¿qué lo empujó tan violenta-mente hacia arriba y por qué? La

El tubo se llena con mercurio, se lotapa con un dedo y se lo mvierte.

respuesta es una sola: la presiónde la atmósfera. Pero . . . , ¿cómoha sucedido todo esto? Es muysencillo: la presión que ejerce unacolumna de 1 metro de mercurioes mayor que la presión atmosfé-rica (la prueba está en que alapartar el dedo, una parte delmercurio cae). Pero aun cuandoel mercurio sale, llega un momen-to en que la altura del líquido estal que produce una presión me-nor que la de la atmósfera, de ma-nera que ésta "vence" al resto dela columna de mercurio y lo em-puja violentamente hacia arriba,no dejándolo salir más. La canti-dad de mercurio que queda depen-de, entre otras cosas, del diámetrointerior del tubo y del cuidadocon que se realice la experiencia.A veces la columna queda cortadaen fracciones, y entre una y otrahay aire. Si pudiéramos impedirque entrara aire, quedaría una co-lumna de mercurio sin cortes, y laaltura del mercurio dentro del tu-bo equivaldría exactamente a laatmósfera entera. Esto fue lo quelogró Tórricelli, de una maneramuy ingeniosa, por cierto.

Se llena totalmente de mercu-rio un tubo de aproximadamente1 m de largo. Se tapa con un de-do, se invierte y se introduce,siempre tapado, en un recipientecon mercurio. Se retira el dedo, ydel tubo sale parte del mercurio,hasta que el nivel alcanza unos76 cm, donde queda detenido. Nosale más mercurio, a pesar de queel extremo inferior, comunicadocon el mercurio del recipiente, estáabierto. (Atención: el mercurio a

Se introduce el tubo en una cubeta con mer-cüVJo, se quita el dedo, y del tubo sale mercu-rio, quedando una columna de 76 cm dentrodel tubo.

temperatura ambiente es muy li-geramente tóxico; caliente, es muytóxico.)

El mercurio se mantiene en lacolumna en virtud de la presiónatmosférica, y su altura mide lapresión, de acuerdo con la fórmula

P = h pPara comprender mejor la

experiencia, recordemos lo queocurre en los vasos comunicantescuando son llenados con líquidosdiferentes. Al tubo de mercurio loacompañamos de un tubo imagina-rio de aire, cuya altura sea la dela atmósfera. Se explica entoncesque la presión ejercida por la co-lumna de mercurio deba ser equi-librada por la ejercida por la co-lumna de aire. Como el peso espe-cífico del aire es pequeño, su co-lumna es muy alta (H g 500 km);el peso específico del mercurio esmuy grande, y su columna muypequeña (h = 76 cm); pero las

I

Si las bases son iguales, la columna de aire pesa lo mismo quela columna de 76 cm de mercurio.

presiones de las dos se equilibran.Si se pudieran pesar las dos co-

lumnas, con bases de igual super-ficie, sus pesos serían iguales, eiguales, por lo tanto, las presionesque ejercen.

NOTA: ¿Podría calcular, poreste método, la altura de la atmós-fera? Haga las cuentas y no seasuste: piense.

VALOR DE LA PRESIÓN. La pre-sión ejercida por una columna de76 cm de mercurio es:

P = hp = 76 cm- 13,6-

= 1 033 g

La presión atmosférica es de-->

g1 033cm

A esta presión se la llama1 atmósfera, y se la usa como uni-dad para medir presiones.1 atmósfera es una presión apro-

ximadamente igual a 1kg

Variaciones de la presión

atmosférica. En un mismo lugar,la presión atmosférica varía de undía a otro, y aun dentro de unmismo día.

También varía con la alturadel lugar: cuanto mayor es ésta,menor es la presión. En BuenosAires, la presión media anual esdel orden de los 76 cm de mercu-rio; en cambio en Córdoba es delorden de los 72 cm (Córdoba estáa unos 400 metros sobre el niveldel mar).

Otra unidad de presión: los

milibares. Todos los días el ser-vicio meteorológico transmite porradio los datos meteorológicos, queincluyen la presión atmosférica,expresada en milibares.

1 milibar equivale a 0,75 mm de

mercurio.EJ.: Expresar en milibares la

presión de 760 mm de mercurio.Basta dividir por 0,75.

R.: 1 013,3 milibares.Ej.: El servicio meteorológico

informa que la presión atmosféri-

ca a una hora determinada es de1 005 milibares. ¿Cuál es esa pre-

50

sión expresada en milímetros de.mercurio? R.: 753,75 mmHg

Fuerza que actúa sobre elcuerpo humano. Término mediola superficie de nuestro cuerpo esde unos 15 000 cm2; la fuerza totalcon que lo comprime la presiónatmosférica es de unas 15 tonela-das. ¿Cómo es posible? Piénseseque una de las consecuencias delapunamiento (por disminución dela presión atmosférica por la altu-ra) es que suelen sangrar narizy oídos.

La experiencia del físico Alcalde.En 1654, Otto de Guericke, alcalde deMagdeburgo (Alemania), inventor de laprimera bomba para hacer el vacio,realizó en presencia del emperador unexperimento que causó enorme sensa-ción en su época. Utilizó dos semiesfe-ras (por eso se llama experiencia de loshemisferios de Magdeburgo) de me-tal, huecas, que podían unirse perfec-tamente. Su diámetro era de 55 cm.Estando llenas de aire, no había ningu-na dificultad en separarlas. Luego hacíael vacío y enganchaba caballos que tira-ban de cada hemisferio. Se necesitarondieciséis caballos, ocho de cada lado,para poder separarlas.

Las experiencias de Pascal. Lasexperiencias de Torricelli llegaron aoídos de Blas Pascal, que en la mis-ma época vivía en la ciudad de Rúan.Entusiasmado con las ideas del físicoitaliano, repitió las experiencias y seconvenció de que aquél tenía razón.Además, aprovechando que en su villase construían excelentes tubos de vidrio,hizo construir uno de alrededor de oncemetros de largo, y realizó la experienciade Torricelli, pero con agua, compro-bando que alcanzaba una al tura de10,33 metros.

Debido a una disputa*con físicos quesostenían todavía la vieja doctrina delhorror al vacío, Pascal hizo esta expe-riencia hasta con vino, aplastando losargumentos de los adversarios.

Si la teoría de Torricelli es correcta,pensó Pascal, ¿qué debe ocurrir cuandose hace la experiencia de Torricelli adistintas alturas, subiendo una monta-ña, por ejemplo? La presión atmosféri-ca debe ir disminuyendo, y por lo tantola columna de mercurio, que al nivel del

La altura de la columna equilibradapor la presión atmosférica no depen-de de la cantidad de mercurio.

Si el tubo se inclina, entra mercurio en el tubo,pero la diferencia de nivel entre el mercuriodel tubo y el de la cubeta sigue siendo 70 cm.

Ocho caballos de cada lado se necesitaron para separar los hemisferios quecontenían . . - ¡vacío!

suelo tiene una altura de unos 76 cm,debe ir disminuyendo también.

Pascal decidió realizar el experimen-to, pero por su salud no pudo hacerlopersonalmente. Envió a unos amigos,quienes ascendieron el Puy de Dome, enla Auvernía, en 1649. Con gran emoción,los expedicionarios comprobaron que amedida que ascendían por la montaña,el nivel del mercurio bajaba. El descen-so alcanzó unos 8 cm al llegar a la cima.

Algunos "misterios". La presión dela atmósfera es capaz de sostener unacolumna de agua de unos 10 metros dealtura y de cualquier sección. Puesbien, llene un vaso e inviértalo rápida-mente. ¿Impedirá la presión atmosféri-ca que se vuelque el agua? Todos sa-bemos que no. ¿Por qué? Recuerde laexperiencia del vaso citada al comienzo:colocábamos un papel. ¿Cuál es la fun-ción del papel? En el tubo de vainilla,el papel no era necesario . . .

Y a propósito . . . Si decimos que lapresión atmosférica sostiene una' colum-na de mercurio de 76 cm de altura, ¿pa-ra qué se usa la cubeta con mercurio en

Pascal reprodujo la experiencia de Torricelli;en lugar de emplear mercurio utilizó agua yvino.

la experiencia de Torricelli? ¿Por quéno invierte el tubo lleno de mercuriotranquilamente en el aire? Si se usa untubo suficientemente delgado, ¿sucede-rá con el mercurio lo mismo que con elagua del tubo de vainilla?

EJ.: Calcular qué altura alcanzael agua si se hace con ella la expe-riencia de Torricelli. Datos: pre-

sión atmosférica p — 1 033 g/crrr';peso específico del agua o =: 1 g/cnr*.

Se necesita una columna deagua que produzca esa presión. Sualtura h será tal que:

p = ho .'. h = — :Q

1 033 g/cma= 1 033 cm.

1 g/cm3

h = 1 033 cm — 10,33 m.

EJ.: Admitiendo que el peso

especifico del aire es de 1,3 g/dma,calcular cuál es la presión atmos-férica a 100 m de altura, si al ni-

vel del suelo es de 1 033 g/cm?.—>

A 1 033 g/cm2 hay que restarlela presión ejercida por una colum-na de aire de 100 m de altura:

ho = 100 m x l,3^/dm;! =

= 10 000 cm x 0,0013 g/cm:l —

= 13 g/cnr

Luego, a 100 m de altura:

p' =1 033 g/cm1' - 13 g/cnr =

= 1 020 g/cnr

EJ.: Calcular cuánto desciendelo, columna de mercurio del tubode Torricelli cuando se lo eleva100 m.

Blas Pascal (1623-1662).

El nivel del mercurio ba-ja a medida que se asciende en la atmósfera.

A 100 m la presión es de 1 020 g/cms. El mercur io llegará a unaaltura h tal que:

i~ • Po

1 020 g/cm2

13,6 g/cmr!

La columna ha descendido 1 cm.Estos problemas sugieren inme-

diatamente la idea de averiguar laaltura a que se encuentra una per-sona midiendo simplemente lapresión atmosférica a esa altura.Es el principio que se usa paramedir • la altura a que vuela unavión.

Barómetro de Fortín.

Barómetros, altímetroy barógrafo

Los barómetros son aparatospara medir la presión atmosférica.

BARÓMETRO DE CUBETA. Es el tu-bo de la experiencia de Torricelli,al que se le agrega una regla paramedir el nivel alcanzado por el lí-quido.

BARÓMETRO DE FORTÍN. Es unbarómetro de cubeta mejorado,para hacerlo más preciso y másmanuable. La cubeta está reem-plazada por un recipiente con fon-do de gamuza, que se puede subiro bajar mediante un tornillo; asíse consigue que siempre, al hacerla lectura, el nivel del mercurioexterior coincida con el cero dela regla.

BARÓMETRO DE BOURDON. Fun-ciona como ese juguete de carna-val que consiste en un tubo de pa-pel, enrollado, que se estira alsoplar dentro. El barómetro con-siste en un tubo hueco. Cuando lapresión atmosférica aumenta, eltubo se "enrolla"; cuando dismi-nuye, se "desenrolla": Una agujaseñala el valor de la presiónatmosférica.

BARÓGRAFO. Es un barómetrocuya aguja tiene en su extremouna pluma mojada en tinta, quese apoya sobre un papel. El papelestá enrollado sobre un cilindro, alque un mecanismo de relojería lehace dar una vuelta en un día, oen una semana. Los valores de lapresión atmosférica quedan así re-gistrados en cada instante.

Barómetro de Bourdon.

La atmósfera

¿Qué ES EL VIENTO? Simple-mente, aire en movimiento. Pero,¿por qué se mueve el aire? Sien todos los puntos de un planohorizontal las presiones fueraniguales, el aire estaría en reposo.Pero por distintos factores, se pro-ducen diferencias de presión entreuna zona y otra, y entonces el airese pone en movimiento desde lazona de mayor presión hacia la demenor presión. La velocidad delviento será tanto mayor cuantomayor sea la diferencia de laspresiones.

En los observatorios meteoro-lógicos se reúnen los datos obte-nidos en las estaciones distribuidaspor toda una zona, y la anotaciónde los valores de la presión sobreun mapa (además de otros facto-res) permite pronosticar el esta-do del tiempo hasta dentro de va-rias horas. %

¿QUÉ ALTURA TIENE LA ATMÓS-FERA? El peso específico del aire es

de 1,3 g/dm3; calculemos la alturade una columna de aire que pro-duzca una presión de 1 033 g/cm3.

Barógrafo añero»

Ox

Vanguard 6

Auroras australes

V i k i n g 12

io

_ p _ 1 033 g/cm* 1 033 g/cm" = 795000cm~ 8 km.1,3 g/dm" 0,0013 g/cma

Dimensiones comparadas del radio dela Tierra y la altura de ia atmósfera.

Pero todos sabemos que laaltura de la atmósfera es muchomayor. ¿Dónde está la falla denuestro cálculo? En que si bien alnivel del suelo el peso específicodel aire es de 1,3 g/dma, a medidaque se asciende ese peso específicova disminuyendo: la atmósferase va enrareciendo.

No se puede determinar laaltura exacta de la atmósfera, enprimer lugar, porque no hay unlímite definido. Pero existen razo-nes para suponer que la alturapuede ser de unos 300 a 600 kiló-metros.

CÓMO ESTÁ CONSTITUIDA LAATMÓSFERA. Pueden distinguirseen ellas varias capas. La que estámás cerca del suelo se llama tro-posfera. Su altura es de unos 12 a

15 000 m (esta altura varía segúnla latitud: en los polos es menor,y mayor en el ecuador). Estacapa es muy importante, pues enella ocurren todos los fenómenosatmosféricos, como vientos, llu-vias, tormentas eléctricas, etc.

Por encima de la troposferaestá la estratosfera. Todos hemosoído hablar de "vuelos estratosfé-ricos". ¿Qué ventajas presentan?Que en la estratosfera no se pro-ducen los fenómenos citados ante-riormente, de modo que el aviónno encuentra inconvenientes en suvuelo. Por otra parte, como el pe-so específico del aire es en ellamenor, la resistencia al avance delavión es también menor, de mo-do que pueden alcanzarse grandesvelocidades.

La altura de la estratosfera secalcula en unos 80 kilómetros. Porencima de ella está la ionosfera.Esta capa es la que permite quelas ondas electromagnéticas pro-ducidas por una estación de radiopuedan llegar a puntos alejados dela Tierra, y aun antípodas, pues secomporta con esas radiaciones co-mo si fuera un enorme espejo: lasrefleja.

CUÁNTO PESA LA ATMÓSFERA.TG1

Como p = -g-, se puede calcular el

peso F de toda la atmósfera; admi-tiendo que la Tierra es una esferade 6 000 km de radio:

Los fluidos

LOS GASES Y EL PRINCIPIO DEPASCAL. Si sobre una masa de gasse aplica una fuerza, ¿transmite elgas la fuerza o la presión? ¿O tie-ne una manera propia de compor-tarse?

Si se infla un globo de goma,su volumen aumenta en todas di-recciones, de modo que el gas, sealo que fuere lo que transmite, lohace en todas direcciones. El apa-rato de la figura nos da la respues-ta. Cuando se aplica una fuerza enel émbolo, el agua sube en todoslos tubitos, y en todos sube lo mis-mo. Como el desnivel mide la pre-sión, y en todos es el mismo, losgases transmiten la presión. Si semide la ejercida con el émbolo,se comprueba, además, que esigual al aumento de presión seña-lado por cada tubito.

En consecuencia: los gases obe-decen al principio de Pascal.

Ésta es una de las razones deque a los líquidos y a los gases selos considera miembros de unamisma familia: la de los fluidos.Podemos, pues, enunciar el prin-cipio de Pascal en forma más ge-neral:

Y: Y: v

se tranY'/Y

':':•"'"-•: YYYY;1 -Y:

smite íntegramentí

,.,. , , . . . - - : .MC un iiuiuu

! y en todas

¿gcmP

X 12 X (600 000 OOO)2 cm2=

- 12 x 36 x 1010 kg S 4 x 1018 kg

LOS GASES Y EL PRINCIPIO DEARQUÍMEDES. También a los gasesse les aplica el principio de Arquí-medes, y es ésta otra razón por lacual se los agrupa con los líquidosbajo el nombre de fluidos. No haymás que ver cómo sube un globoinflado con hidrógeno u otro gas

El principio de Arqufmedes vale también pa-ra los gases (P/ peso; V, volumen; E, empuje).

menos denso que el aire, o pensaren los aeróstatos o los dirigibles.¿Cómo, si no hubiera un empujede abajo hacia arriba, podrían su-bir, a pesar del peso tanto del gascomo de la envoltura?

Y así como el de Pascal, pode-mos generalizar el principio deArquímedes, diciendo:

': •; ' :'-'."'•', : , , '"" Y- ; : <

cibe un empuje de abajo hacia arribaigual al peso del fluido desalojado.

DIFERENCIA ENTRE LÍQUIDO Y GAS.Ambos cumplen los principios dePascal y de Arquímedes. Peroentonces, ¿cuál es la diferencia?

La respuesta es sencilla. Tomeuna botella vacía (es decir: llena

56 57

69,250 kg

Así como este hombre en el agua,

atmósfera, y recibimos un empujahacia arriba.

izq.: equilibrio en el vacío; der.: al entraraire, el empuje es mayor en la esfera grande.

de aire) y tápela con un corcho:no hay la menor dificultad. Llenede agua la misma botella y tra-te de taparla: o bien se derramaparte del agua, hasta que quedalugar para el corcho, o bien no lapuede tapar. En este último ca-so, si hace una presión demasiadointensa, la botella se rompe.

CONCLUSIÓN:Un gas es fácilmente COMPRE-

SIBLE. Un líquido es prácticamen-

te INCOMPRESIBLE.POP QUÉ LOS GRIEGOS CREÍAN QUE EL AIRE

NO PESABA. Aristóteles sospechó que elaire pesaba, e intentó pesarlo, o por lomenos resolver la cuestión por la afir-mativa o por la negativa. Procedió deuna manera muy semejante a la de Ga-lileo, aunque sin éxito, pues llegó a unaconclusión errónea. Su portentosa auto-ridad intelectual hizo que su error semantuviera durante más de mil años.Procedió así:

1) Pesó una vejiga llena de aire,2) La desinfló cuidadosamente, apre-

tándola para sacarle todo el aire, y lavolvió a pesar.

Antes y después, la vejiga pesaba lomismo: en consecuencia, se dijo Aristó-teles, el aire no pesa nada.

¿Dónde está la falla? No se trata deimprecisiones en las mediciones, pues sirepitiéramos cuidadosamente la expe-riencia, y pesáramos con la balanza másprecisa, obtendríamos el mismo resulta-do. Dejamos a cargo del lector la solu-ción del misterio. Sólo le diremos, comoguía, que cuando Arquímedes nació, yaAristóteles había muerto hacía muchosaños . . .

UNO NO PESA LO QUE CREE. Si una per-sona se pesa, la balanza señalará, porejemplo, 69,250 kg. Y se siente muy sa-tisfecho porque ha medido su peso. Sinembargo, no es así. Claro que no hayque asustarse, porque lo que marca labalanza difiere muy poco del peso ver-dadero, como vamos a ver.

Si ese mismo señor colocara la ba-lanza en el fondo de una pileta de na-tación llena de agua, y volviera a pesar-se, no sentiría la menor inquietud alcomprobar que la balanza sólo señala,por ejemplo, 5 kg. Cuando mucho (so-

En las primeras ascensionesse empleó aire caliente,

bre todo si conoce el principio de Arquí-medes), le hará gracia ver que su cuer-po, estando de pie sobre la balanza, sóloejerce una fuerza de 5 kg. Sabe queesos 5 kg es la diferencia entre su ver-dadero peso y el empuje que recibe porestar sumergido en el agua.

Pero cuando se pesó en la farmacia,¿no estaba sumergido en el aire? ¿Acasoel aire no ejerce sobre su cuerpo unaíuerza hacia arriba igual al peso delaire que desaloja su cuerpo? Por lo tan-to, nadie debe asombrarse cuando le di-gan que lo que marca la balanza cuan-do se pesa no es su peso, sino solamentela diferencia entre él y- el empuje queejerce el aire.

Claro está que como el aire tiene unpeso específico pequeño, también es pe-queño el empuje. Si suponemos que elvolumen del señor anterior es de unos70 litros, en números redondos, el empu-je es igual a lo que pesan 70 litros deaire, es decir:

E = Ve =701 • 1,3 g/1 « 90"?.Por lo tanto, el verdadero peso del

señor de que se trata es 69,340 kg, y no69,250 kg. Pero, como se ve, no es paraalarmarse.

La conquista de la atmósfera

Los hermanos Montgolfier in-ventaron en 1782 el primer globoque ascendió por los aires. El sis-tema fue el mismo que hoy se em-plea en épocas de Navidad y AñoNuevo: hacer un fuego en unabarquilla, y calentar el aire que vadentro del globo. El aire se. dilatay parte sale al exterior, quedandoen el interior una cantidad menor.El globo de los hermanos Mont-golfier alcanzó una altura de 500metros, causando gran admiraciónen las gentes que presenciaban elsensacional experimento.

Al año siguiente se hizo la pri-mera ascensión con seres vivien-tes, que eran . . . un gallo, un pato

y una oveja. En noviembre de 1783se realizó la primera ascensión conun ser humano. Rápidamente sefueron perfeccionando los aerósta-tos, y en los primeros años del si-glo pasado se efectuaron ascensio-nes hasta cerca de 10 000 metros.En algunas de ellas, los navegan-tes murieron por asfixia.

Los dirigibles aparecieron a fi-nes del siglo pasado (Santos Du-mont), y en esos mismos años sealcanza la altura de 18 500 metroscon un globo portador de aparatosregistradores, que anotaron unatemperatura de 60 grados bajocero.

Dos aplicaciones del principio de Arquímedes.

Por qué el globo se lanzo poco inflado.

Todos esos aparatos se basan enel principio de Arquímedes, y, porlo tanto, se los infla con gases me-nos densos que el aire (si se losinflase con aire, ninguno subiríaun solo metro).

Los observatorios meteorológi-cos sueltan diariamente varios glo-bos, para sondear la atmósfera ydeterminar la dirección y veloci-dad de los vientos a distintas altu-ras. Una de las finalidades de estaoperación es informar a los avio-nes sobre las condiciones del tiem-po que deben afrontar.

También se envían los llamadosradiosondas, que son globos porta-dores de instrumental para explo-rar las altas capas de la atmósfera.

Como a medida que el globoasciende, la presión exterior es ca-da vez menor, el volumen del glo-bo se hace cada vez mayor, al di-latarse el gas interior. Llega unmomento en que la dilatación esmayor que la que puede soportarel material, y el globo estalla. Los

Un cohete Atlas, explorador de ía alta atmós-fera instantes después de su lanzamiento.

Fotografías tomadas desde un satélite, que muestran ia curvatura de la Tierra y las masas denubes que cubren distintas regiones. El análisis del mosaico tomado en sucesivas vueltas delsatélite prcporcionó una preciosa información meteorológica.

aparatos caen con paracaídas, y asíes posible recuperar el instrumen-tal (aunque a veces cae en lugaresdespoblados).

Últimamente se ha desarrolla-do una nueva técnica en la explo-ración de las más altas capas de la

atmósfera, a las que hasta haceunos pocos años ni se soñaba enllegar. Se hace mediante cohetes.El instrumental, que se acondicio-na cuidadosamente en su interior,recoge datos valiosísimos sobre lascondiciones del aire en tal altas re-giones.

EQUIVALENCIAS ENTRE LAS DISTINTAS UNIDADES DE PRESIÓN

kg1J. ocm1 atmósfera1 mm Hg1 milibar

icgcm2

1

1,033

0,001360,00102

atmósferas

0,968

1

0,001320,00099

mm Hg

736

7601

0,75

milibares

980

1 013,3

1,33

1

Las1. ¿Por qué se practican dos orificios en las latas de aceite?botellas de leche tienen una sola boca.. .

2. ¿Por qué el agua sale a borbotones cuando se invierte una bote-lla, y no en forma de un chorro?

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