(10 PONTOS AQUI) O que faz variar a medida da pressão atmosférica?

A pergunta é “o que faz variar a medida da pressão atmosférica” e não “o que faz variar a pressão atmosférica”. São dois conceitos diferentes.
Assim, tento responder: o que faz variar a MEDIDA da pressão atmosférica é a leitura inadequada do barômetro feita por quem lê o equipamento (erro devido ao paralaxe); mudanças repetidas de local de instalação (ou instalação inadequada do instrumento, locais com trepidação, próximos à ruas de tráfego intenso); posicionamento inadequado do leitor em relação ao instrumento (por exemplo, ficar muito próximo a coluna de mercúrio do equipamento, fazendo com que ela varia também em função do calor recebido (dilatação). E assim por diante…

Introdução
Descrição

Atividades

Referências

Nesta página, é simulado um experimento muito simples projetado para medir a pressão atmosférica, que segundo os autores do artígo citado nas referências, produz bons resultados.

Introdução
Evangelista Torricelli inventou o instrumento para medir a pressão atmosférica, o barômetro. Um tubo grande fechado por um de seus extremos é cheio de mercúrio e depois é invertido sobre um recipiente do mesmo metal líquido, tal como é mostrado na figura. O extremo fechado do tubo se encontra quase no vácuo, porque a pressão acima do nível de mercúrio (pressão do vapor de mercúrio) é praticamente zero. De acordo com a equação fundamental da hidrostática, a pressão atmosférica é

Pa=ρgh

ρ é a densidade do mercúrio ρ=13550 kg/m3
g é a aceleração da gravidade g=9.81 m/s2
h é a altura da coluna de mercúrio h=0.76 m ao nível do mar
Pa=101023 Pa

Descrição
Na figura é mostrado o dispositivo experimental. Uma seringa de 100 cm3 é colocada verticalmente e é presa a um suporte. Unimos o extremo do êmbolo mediante uma corda que passa por uma polia a uns pesos (em cor azul) que equilibram o peso do êmbolo (suporemos desprezível o atrito). É impedido a passagem do ar pela agulha da seringa. O êmbolo é colocado na origem, na posição que indica 0 cm3.

A experiência consta de duas etapas:

Primeira etapa.

É pendurada uma massa M (em cor vermelha) do extremo da corda. O êmbolo começa a elevar-se muito lentamente devido a que entra ar na seringa. Suporemos que o ar no interior da seringa permanece em equilíbrio a pressão

Sendo Pa a pressão atmosférica, e A a secção transversal da seringa. Suporemos também que durante este processo a temperatura do ar contido na seringa não varia.

Segunda etapa

Quando o êmbolo alcança certa altura correspondente a um volume V1, é retirada a massa M. O êmbolo cai rapidamente até que alcança uma posição de equilíbrio correspondente a um volume V2. Suporemos que durante esta breve etapa não sai apenas ar da seringa. A pressão do ar em equilíbrio no interior da seringa é agora, a pressão atmosférica Pa.

Processo isotérmico

Supondo que o ar se comporta como um gás ideal, e que o processo se realiza a temperatura constante, teremos que da equação de um gás ideal PV=nRT

Explicitando a pressão atmosférica Pa,

O manômetro

Na simulação foi acrescentado um manômetro de mercúrio aberto por um dos extremos que nos mostra como varia a pressão do ar contido na seringa durante o movimento do êmbolo. O manômetro mede a diferença entre a pressão atmosférica e a pressão do ar no recipiente.

Quando o êmbolo se eleva, a pressão é mantida constante, o manômetro marca que a pressão do ar na seringa é inferior a pressão atmosférica na quantidade Mg/A.
Para determinar este valor, se mede a diferença de altura dos dois ramos 2h e multiplicamos pela densidade do mercúrio e pela aceleração da gravidade ΔP=ρg2h

Quando o êmbolo cai, a pressão aumenta rapidamente até que é alcançado uma pressão de equilíbrio igual a pressão atmosférica. O manômetro marcará zero. O mercúrio nos dois ramos estará a mesma altura.

Exemplo

É colocado um peso de 1 kg e deixamos que o êmbolo se eleve até uma altura que corresponde ao volume V1=77.5 cm3

Retiramos o peso e o êmbolo regressa a uma altura de equilíbrio que corresponde ao volume V2=67.5 cm3

A pressão atmosférica valerá

Durante a subida do êmbolo, o manômetro marca uma diferença de pressão que corresponde a uma altura de 2·4.9 cm de mercúrio.

ΔP=13550·9.81·2·0.049=13027 Pa

A diferença de pressão é o quociente Mg/A

Atividades
Introduza

O valor da massa M, selecionando um número no controle de seleção titulado Peso.

O diâmetro d do êmbolo, está fixado no programa no valor d=3.1 cm. A área da secção transversal do êmbolo é A=πd2/4 cm2

Clique no botão titulado Colocar. O êmbolo começa a elevar-se lentamente e entra ar na seringa.

Quando chega a uma determinada altura clique no botão titulado Retirar. É fechada a entrada de ar na seringa (parte inferior na simulação)

O êmbolo desce rapidamente, a pressão do ar no interior da seringa aumenta até que alcança uma pressão de equilíbrio igual a pressão atmosférica.

pode mudar de acordo com umidade temperatura e outras circunstancais como o vento!