O que você pode dizer em relação à quantidade de ar e a pressão atmosférica?

O ar atmosférico que envolve a Terra é uma mistura de gases, vapor de água e partículas suspensas (poeira, fuligem, produtos químicos, entre outros). Os elementos que compõem o ar são essencialmente o nitrogênio (78%) e o oxigênio (21%) e em pequena quantidade argônio (0.94%), gás carbônico (0,03%), neônio (0,0015%), entre outros.

Propriedades Físicas do Ar

O ar tem algumas características que nos ajuda a perceber sua existência, já que não o vemos ou sequer podemos tocá-lo. São suas propriedades físicas:

Matéria e Massa

Como todas as coisas que conhecemos, o ar é composto de matéria, afinal é formado por diversos gases, que por sua vez são formados por átomos. Então, o ar tem massa e ocupa espaço. Exemplo: Ao soprarmos um balão de aniversário ele fica cheio de ar e ocupa mais espaço.

Pressão

O ar atmosférico exerce pressão sobre a superfície terrestre, é a chamada pressão atmosférica. Quanto mais próximo da superfície maior é a pressão (o ar tem mais massa e pesa mais) e à medida que aumenta a altitude diminui a pressão, pois tem menos ar acima e ele fica mais leve.

Densidade

O ar tem peso graças à gravidade, a força que atrai todas as coisas para o centro da Terra, por isso a concentração dos gases é maior próximo ao nível do mar, consequentemente mais denso. Então o ar que respiramos é mais denso do que o ar das montanhas, porque em altitudes maiores a densidade do ar diminui e ele se torna rarefeito.

Resistência

O ar se contrapõe ao movimento porque ele tem resistência. Quanto mais rápido for o deslocamento (maior a velocidade) maior será a resistência. Exemplo: quanto mais depressa andamos de bicicleta, maior será a resistência do ar. Por esse motivo que carros, aviões, barcos e outros tipos de veículos são projetados para diminuir a resistência do ar, pois dessa maneira ele gastará menos energia (combustível) e sofrerá menor desgaste.

Compressibilidade, Expansibilidade e Elasticidade

O ar pode sofrer compressão ou expansão e depois retornar ao estado em que estava.

• Quando é comprimido ele diminui o seu volume (Compressibilidade). Exemplo: apertar o êmbolo da seringa até o fim, tapando o orifício. O ponto até onde vai o êmbolo mostra o quanto o ar foi comprimido.
• Se parar de acontecer compressão, o ar volta a ocupar o espaço que ocupava antes (Elasticidade). Exemplo: quando apertamos o êmbolo da seringa, tapando o orifício e depois soltamos, o êmbolo retorna à posição anterior.
• Quando o ar se expande aumenta o seu volume (Expansibilidade). Exemplo: um vidro com perfume é aberto e o cheiro se espalha pelo ambiente, pois o aroma volátil misturado com o ar ocupa um espaço maior.

Para você estudar mais:

Composição do ar

Exercícios sobre propriedades da matéria

A densidade da atmosfera não é constante, mas diminui com a altitude.

A pressão atmosférica sobre uma dada superfície horizontal colocada a certa altura h acima da superfície da Terra depende da quantidade de ar na coluna que se estende desta superfície horizontal até o topo da atmodsfera. Então, a pressão atmosférica também diminui com a altitude.

Considerando a atmosfera como um gás ideal em equilíbrio, com a mesma temperatura em todos os pontos, e também que h é muito menor do que o raio da Terra, de modo que g, o módulo da aceleração gravitacional, pode ser considerado constante, temos:

P(h) = PA e−kgh

com:

k = ρ/PA

em que ρ e PA representam a densidade do ar e a pressão atmosférica ao nível do mar.

A pressão atmosférica, portanto, diminui exponencialmente com a altitude.

A 25 oC:

• ρ ≈ 1,18 kg/m3
• PA ≈ 1,01 x 105 N/m2

de modo que:

kg ≈ 1,15 x 10−4 m−1

No topo do monte Everest, por exemplo, a cerca de 8,84 x 103 m de altitude, a pressão atmosférica é:

P(8,84 x 103 m) ≈ PA e−(1,15 x 10−4 m−1)(8,84 x 103 m) ≈ 0,36 PA

Portanto, no topo do monte Everest, o valor da pressão atmosférica é aproximadamente 36% do seu valor ao nível do mar.

Leis dos Fluidos Ideais

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A pressão atmosférica influencia o clima tanto nas temperaturas quanto na movimentação dos ventos e na formação de chuvas.

O que é a pressão atmosférica?

A pressão atmosférica é a força exercida pelo peso do ar sobre uma determinada superfície em razão da influência da gravidade da Terra. Na Química, sabe-se que todo gás possui a sua própria pressão, e a atmosfera, sendo uma mistura de gases, não está de fora dessa concepção.

Em 1643, o cientista italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) realizou um experimento com um tubo de mercúrio, que hoje é conhecido como barômetro de mercúrio, para determinar, numericamente, a pressão atmosférica. Ele verificou que, ao nível do mar, essa pressão era de 760 mmHg (milímetros de mercúrio). Torricelli também percebeu que quanto maior era a altitude onde o experimento era realizado, menor eram os valores de pressão atmosférica, ou seja, a pressão do ar é inversamente proporcional às altitudes.

A pressão atmosférica e a dinâmica climática

A existência da pressão atmosférica e a variação de seus valores entre as diferentes áreas da superfície terrestre são características que influenciam diretamente a dinâmica climática. Basicamente, ela interfere em algumas condições meteorológicas básicas, como os ventos, as temperaturas e a precipitação.

• Influência sobre a Temperatura

A temperatura do ar também apresenta uma proporção inversamente proporcional aos valores da pressão atmosférica. Assim, quanto maior é a temperatura, menor é a pressão; e quanto maior é a pressão, menor é a temperatura. Isso ocorre porque, sob baixas temperaturas, o ar fica mais pesado e comprime o ar que está por baixo, elevando, assim, a pressão atmosférica.

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• Influência sobre os Ventos

Os ventos, por sua vez, são diretamente determinados pelas diferenças de pressão entre uma área e outra. Considerando que o vento é o ar em movimento, ele se locomove das áreas de maior para as de menor pressão atmosférica. Outra influência é sobre a circulação geral do ar: quando o ar mais frio (e, portanto, com maior pressão) desce e o ar mais quente na superfície (e com menor pressão) sobe, formando os ventos.

• Influência sobre as Chuvas

Já a relação entre a pressão atmosférica e a precipitação (chuvas) ocorre da seguinte forma: em ambientes com baixa pressão atmosférica e, portanto, calor, o ar aquecido tende a subir e, ao alcançar altitudes maiores, condensa-se, forma nuvens e precipita-se. Já em ambientes com maior pressão, o ar frio que se encontra no alto desce e impede a formação de nuvens pela elevação da umidade, proporcionando um ambiente sem chuvas.

É válido lembrar, porém, que a pressão é apenas mais um entre os vários elementos climáticos, que, por sua vez, são diretamente influenciados por uma série de fatores, como as massas de ar, a maritimidade, a presença de vegetação, a incidência dos raios solares e outros. Por isso, na hora de considerar a influência da pressão atmosférica sobre o clima, é preciso analisar também a interferência de todas as demais variáveis atmosféricas.

Por: Rodolfo F. Alves Pena

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Qual a relação entre ar e pressão atmosférica?

O que você entende sobre a pressão atmosférica?

O que é pressão atmosférica e qual a relação dela com a atitude?