La Guirnalda (Madrid) (1874-01-16 00:00:00), página 7

ELEMENTOS DE FÍSICA

(Continuación.)

Presión atmosférica.—Esta capa de aire que rodea á la tierra ejerce un peso sobre ella. Los gases son, con efecto, análogos á los líquidos en que como ellos experimentan la acción de la gravedad, ejercen presiones iguales en todos sentidos, lo que se prueba obrando sobre un gas como sobre un líquido con el mismo aparato de la figura 25, pero en cambio son muy comprimibles y por tanto muy elásticos, lo cual hace que no terminen en una superficie horizontal sino que tiendan á separarse sus moléculas.

Dejando, pues, para luego el examen de la constitución y terminación de la atmósfera, se comprende desde ahora que ésta pesa sobre la superficie terrestre ni más ni menos que el mar pese sobre su fondo. De este peso podemos deducir precisamente cuál sea la composición física de la atmósfera, conocida ya el peso del aire.

Para determinar pues el peso total que el mar atmosférico ejerce sobre la superficie de la tierra, tenemos que valernos de un medio indirecto, basado sobre las siguientes experimentaciones.

En un gran barril de agua introduzcamos una copa boca abajo; notaremos que aunque toda la copa se meta dentro del agua no ocupará el líquido todo el interior de ésta, si se la introdujo derecha, sino una parte. Esto prueba que el aire allí encerrado se ha comprimido, pero nada más. Tanto es así que dejando un pedazo de corcho dentro de la copa y flotando con él una cerilla fosfórica, á la que se pegó fuego al empezar el experimento, ésta sigue ardiendo, con lo cual hace disminuir el volumen del aire por la combustión, según en otro lugar detallaremos, y el agua entra un poco más.

Pero si introducimos esa misma copa boca arriba ó de costado, y de tal suerte que se llene de agua, y una vez dentro la invertimos poniéndola boca abajo y la ascendemos así hasta que los bordes lleguen casi al nivel del agua, la copa continúa llena.

Para explicar que ahora el líquido llena la copa, y no en el experimento anterior, es preciso admitir que no habiendo aquí aire alguno sobre el líquido, el peso de la atmósfera le mantiene elevado sobre el nivel del barril.

Cuando se quiere llenar un frasco con un gas se le llena de agua y se le coloca boca abajo sobre una caja con agua, llamada hidrargirométrica: un tubo trae el gas que va desalojando poco á poco el agua del frasco. La caja se llama hidrargirométrica, cuando se usa el mercurio en los gases que alcanza al agua. El tubo que trae el gas está provisto de otro llamado de seguridad, que es un apéndice encerrado en el que se coloca mercurio: cuando la presión del gas pasa de cierto límite vence la columna de mercurio y sale al exterior por dicho tubo: así se sabe que la presión del gas no pasará nunca de ciertos límites.

Peso de la atmósfera.—Podemos considerar en el experimento anterior como un tubo imaginario, formado en una de sus ramas por toda la atmósfera y en otra por el vaso, siendo los fluidos que la llenan, de un lado aire, de otro agua, y pesando aquella más que ésta, una altura menor debe equilibrar á la presión atmosférica. En efecto, si continuamos el experimento anterior, no con un vaso, sino con un tubo cerrado por un extremo y abierto por el otro, introduciéndolo boca arriba ó de costado en el agua y luego poniéndolo boca abajo, pero sin que el extremo abierto, ó sea la boca, salga del líquido, aunque acercándolo á su nivel, se nota que el tubo queda siempre lleno de agua, sobre el nivel del barril ó depósito; pero que si la altura líquida sobre dicho nivel, pasa de 10, m53, lo cual exige un tubo de unos 11 metros de longitud, el agua no sube nunca más arriba de 10, m53.

He aquí precisamente concluido, por decirlo así, el tubo de brazos comunicantes: hé aquí la columna que equilibra la atmósfera. Esta ejerce portanto un peso equivalente al de una capa de agua de dicha altura, que obrará sobre una llanura. Dicho peso es por cada decímetro cuadrado de superficie el de un paralelepípedo de agua cuya base es un decímetro, y cuya altura es 108,5 decímetros; ó sea el de un volumen de 105,5 decímetros cúbicos de agua, que son 105,5 kilogramos. Sobre 1 centímetro cuadrado, dicho peso es 1,035 kilogramos.

Principio del barómetro.—Si repetimos el experimento anterior operando con mercurio, en vez de operar con agua, éste debe elevarse en el tubo cerrado á unas 15 1/2 veces menos que el agua, puesto que dicho líquido pesa 5 1/2 veces más que el tomado como tipo. Así es en efecto, y dicha altura no pasa de 0, m76.

La fig. 53 indica el resultado. A B C D señalan el nivel del mercurio en el depósito ó cubeta, y E la mayor altura que alcanza dentro del tubo. En el espacio que queda sobre E no hay aire ni líquido alguno, y por esto se dice que está vacío, ó que es el vacío barométrico, por llamarse á este aparato un barómetro, sobre cuyos detalles volveremos más adelante.

Como quiera que la atmósfera pesa por la capa de aire, resulta que si nos elevamos sobre una montaña con el aparato de la figura, es como si hiciéramos un vaso de un líquido de menor altura; el peso sobre su fondo ha de disminuir. Así sucede con dicho aparato, pues entonces la presión de la atmósfera sobre A B C D es menor, y por tanto la altura E disminuye.

Por otra parte, como los líquidos tienden á ocupar un nivel, resulta que el de la superficie de los mares es el mismo en toda la tierra y al mismo tiempo el más bajo de todos los habitables. A este nivel es donde la columna barométrica vale 0m,76 y la de agua 10m,53. Ahora se comprenderá por qué hemos exigido la condición del nivel del mar en algunas cuestiones, y la exigiremos en otras, puesto que dicha presión es igual en la tierra supuesta esférica.

Composición de la atmósfera.—Bajo dos puntos de vista podemos estudiar esta composición; el químico y el físico. Del primero sólo diremos aquí que en 10.000 litros existen término medio 78.605 de azúcar ó nitrógeno, 20.895 de oxígeno, 450 de vapor de agua y 50 de ácido carbónico, variando estas cantidades ligeramente por diversas causas.

Respecto de su composición física, se observa que su peso específico va disminuyendo á partir desde el nivel