¿Por qué una balanza no pesa la presión atmosférica?

Una escala colocada en una habitación se pone a cero a la presión en la habitación. El propósito de dicha escala es medir la diferencia entre la presión atmosférica y el peso de un objeto. Mi habilidad se leerá cero con nada en ella y alrededor de 219 libras con mí de pie sobre ella. Dicha escala no está diseñada para medir las diferencias de presión, ya que se requiere su punto de referencia. Por el contrario, un barómetro mide los cambios de presión. Una forma fácil de demostrar esto es crear un recipiente cerrado en el que el estado sellado sea igual a 0 y los cambios se registren a medida que varía la presión atmosférica fuera del recipiente. Por lo general, la forma más simple es tomar un frasco con un filete de tapa apretado a mitad de camino con agua a temperatura ambiente perforar la parte superior, insertar una pajilla que se coloca de manera que la parte inferior esté por debajo del nivel del agua y justo por encima de la superficie inferior de la jarra. Si la entrada alrededor de la pajilla está sellada, ahora tiene un sistema cerrado y los cambios en la presión del agua exterior se reflejan en el nivel de agua de la pajita. Si la presión atmosférica fuera de la jarra baja, el agua subirá la pajilla para indicar el cambio. (27.75 “agua = 1 libra). Si la presión fuera del recipiente aumenta, el agua se empuja más hacia abajo de la pajilla porque la presión externa es más alta que la presión sobre el recipiente. Es importante tener en cuenta que la temperatura afectará a este dispositivo de medición ya que el frío el aire pesa más que el calor, un hecho claramente ilustrado por un globo de aire caliente. La mayoría de los barómetros se configuran utilizando cero o vacío como punto de partida. Se utilizan varios mecanismos mecánicos para conectar un puntero que se mueve contra una escala para indicar la presión atmosférica medida en relación con El cilindro de vacío simplemente proporciona una verdadera medición de la presión atmosférica. Si está interesado en seguir este nivel e incluso más complejo, es posible que desee ver Suba el hidrómetro y vea cómo la humedad y la temperatura afectan la presión del aire.

Si piensas en un balance de triple haz tradicional:
La masa se mide contra una contra masa (multiplicada por una proporción basada en la distancia entre cada carga y el fulcro). En el caso de balances tradicionales de este tipo, es más intuitivo que la presión atmosférica se “cancele” de alguna manera. La explicación que la mayoría de las personas daría es una especie de “hay una masa igual de atmósfera empujando en ambos extremos”, lo cual es bastante cierto.

La explicación más verdadera, y que conduce a una mejor intuición, es pensar en el equilibrio como un globo lleno de helio. La pregunta que quieres considerar es, ¿por qué sube el globo? Un objeto se eleva solo si hay una fuerza mayor que empuja hacia arriba que hacia abajo.

La combinación de globo de helio tiene menos densidad que el aire que la rodea. Por lo tanto, hay menos atracción gravitacional entre el globo y la Tierra en relación con un volumen igual de aire. Es la atracción gravitatoria que es la fuerza hacia abajo.

En la Luna, un globo de helio no se elevará. Hay poca gravedad para empujar el globo hacia abajo, pero no hay nada más alrededor del globo para empujarlo o jalarlo. Por lo tanto se asentará a la superficie. En la Tierra, la diferencia es la atmósfera circundante. Si consideramos la situación por un segundo, ya que el globo se eleva, la atmósfera debe empujarlo hacia arriba . Entonces, tenemos esta situación contraintuitiva en la que la mayor parte de la atmósfera está por encima del globo, pero la presión se ejerce desde abajo.

Ahora, piensa en un globo por un segundo. A medida que se infla, suponiendo que para empezar es un tipo de bolsa redondeada, sería bastante extraño que el gas lo llenara para hacer un tubo muy largo y delgado. Si quieres un globo largo y delgado, debes comenzar con una bolsa larga y delgada. El gas empuja hacia el exterior por igual en todas las direcciones y se opone a la atmósfera y la forma elástica de la bolsa que se coloca.

Lo cual, si lo consideras, debe significar que la atmósfera también está empujando el globo desde todas las direcciones. Así es como se obtiene un globo redondo, un gas empuja hacia afuera en todas las direcciones y el otro empuja hacia adentro en todas las direcciones.

Entonces, ahora consideremos dos globos de igual tamaño en la Luna. Uno está lleno de helio y el otro está lleno de aire. Atamos cada uno a un lado de un palo sentado en un punto de apoyo. Levantamos el globo de aire alto y colocamos el globo de helio bajo. No nos sorprendemos cuando el globo de aire cae, levantando el globo de helio, porque el aire pesa más.

Entonces, si regresamos a la Tierra con nuestro globo de helio e imaginamos una cantidad igual de aire al lado, parece razonable que el aire caiga y empuje el globo hacia arriba. Pero, ahora no hay equilibrio conectándolos, y el aire ni siquiera está en un globo, así que, ¿qué es lo que los conecta, lo que podría permitir que esto suceda? Es el resto del aire. A medida que cae el hipotético volumen de aire, ejerce presión sobre el aire que lo rodea, en todas direcciones. Este aire ejerce la presión sobre el globo de helio. Dado que el volumen de aire es más pesado que el helio, cae y el globo se eleva. La presión hacia abajo del volumen de aire se traduce en una presión hacia arriba sobre el globo por el resto del aire.

Volviendo a la balanza, ¿por qué la bandeja no sube o baja sin nada sobre ella? El aire lo empuja hacia abajo. Pero el aire también está empujando hacia arriba también. Si piensa en un volumen de aire en la balanza y otro al lado de la balanza, tienen igual densidad y, por lo tanto, igual peso. Así que la fuerza de gravedad es la misma en ambos volúmenes de aire. Si los llevamos a la luna y los ponemos en globos. Esperamos que se cuelguen de la misma manera en nuestro balance. El aire circundante es solo el medio para relacionar estas dos masas, que se anulan y dejan la balanza flotando hasta que algo con mayor masa se pone en la bandeja.

La respuesta depende de qué escala estás hablando. Si estás hablando de una balanza, es porque hay una cantidad igual de presión atmosférica en la balanza en ambos extremos de la balanza. Si estás hablando de una escala digital, cuatro instancias que no necesitan un equilibrio, bueno, esas escalas miden la presión atmosférica, si son lo suficientemente sensibles. Es por eso que tare la balanza antes de medir cualquier cosa. Si verifica la escala al nivel del mar y luego la vuelve a mirar por encima del nivel del mar, notará una diferencia en las lecturas, siempre que todo lo demás se mantenga igual.

Las básculas ordinarias no están diseñadas para pesar la presión atmosférica.

El proceso de pesaje en una báscula regular es evaluar la presión o el peso de un objeto en una dirección. Pero la presión atmosférica está en todas partes. Por eso requiere un entorno controlado para medirlo.

Lo hace, es solo una parte del peso de la tara, que incluiría el peso de la báscula por encima del mecanismo de pesaje. La escala está configurada para que lea cero después de que se tengan en cuenta estos pesos, de modo que solo se mida el peso adicional puesto en la escala.

Debido a que la misma presión de aire está presionando hacia ARRIBA en la báscula, al igual que está presionando hacia ABAJO.

Una balanza solo puede decirte la diferencia.