JUAN MANUEL RIVERA JUÁREZ Y ELVA CABRERA MURUATO*
JUAN MANUEL RIVERA JUÁREZ Y ELVA CABRERA MURUATO*

La noción sobre el estado gaseoso que nos rodea se forma en nuestra mente como un proceso natural, pues nuestra vida se desarrolla en un océano gaseoso cuya existencia se manifiesta en nuestra respiración; también notamos la existencia de la capa gaseosa que rodea a la Tierra cuando nos movemos con cierta velocidad o cuando existe viento.

Esta capa gaseosa que rodea a nuestro planeta y cuyo espesor se considera de alrededor de 100 kilómetros, la llamamos atmósfera, y está constituida por el aire; este gas es una mezcla de varios, siendo los principales el nitrógeno y el oxígeno en una proporción de 4 a 1.

¿El aire pesa? El primero que midió el peso del aire fue Galileo; lo rudimentario de sus instrumentos no le permitió dar valores exactos. Su método consistía en introducir agua a presión en un globo de cristal lleno de aire, luego pesaba el globo con su contenido, después dejaba escapar el aire comprimido y pesaba nuevamente el globo, la diferencia entre estos dos pesos correspondía a la del aire.

Más tarde, Otto de Guericke (inventor de la máquina neumática) determinó el peso del aire de la siguiente manera: suspendió una esfera provista de una llave del brazo de una romana, estableció el equilibrio con un pequeño contrapeso colocado en el brazo largo, en seguida, al hacer el vacío en la esfera y cerrar la llave, observó que disminuía un poco el equilibrio, el valor del desequilibrio lo consideró con el peso del aire.

El aire, además de peso, tiene otra propiedad: de forma semejante a los líquidos ejerce presión sobre los cuerpos que están sumergidos en él. Para dar una idea de la magnitud de la presión atmosférica, el cuarto alcalde de Magdeburgo, Otto de Guericke, nombrado representante de su pueblo en el Congreso de Ratisbona (1654), presentó ante las personas ahí reunidas, y en presencia de Fernando III, su máquina neumática, efectuando con ella una serie de experimentos. El que llamó más la atención de la concurrencia fue el de los “hemisferios de Magdeburgo”, que son dos medias esferas de cobre que ajustan perfectamente para formar una esfera. Los hemisferios tienen un dispositivo que permite extraer de su interior el aire que encierran y una llave que obtura el conducto, extrayendo el aire por medio de su máquina, Guericke logró que la presión atmosférica apretara un hemisferio contra el otro, tan fuerte que no fueron suficientes los esfuerzos de 16 caballos para separarlos.

Evangelista Torricelli (1608–1647) y Vincenzo Viviani (1622–1703) fueron distinguidos discípulos de Galileo, quienes acompañaron en sus últimos días a su maestro y continuaron sus investigaciones. El problema planteado en aquellos momentos históricos era que las bombas de succión no podían elevar el agua más de 10.5 metros (m), lo que Galileo interpretó como horror vacui: La naturaleza aborrece el vacío con una fuerza (por unidad de área) igual al peso de una columna de agua de 10.5 m. Por encima, la columna se cae porque el horror vacui no es suficiente para soportar todo su peso. En los experimentos para solucionar el problema, Magiotti (otro discípulo de Galileo) sugirió el uso de agua de mar, que es más densa que la dulce (lo que hizo posible la elección decisiva del uso de mercurio en los experimentos barométricos). Torricelli sugirió a Viviani el uso de mercurio en lugar de agua, pues dicho líquido es aproximadamente 14 veces más pesado que el agua.

El 11 de junio de 1644, Torricelli escribió una notable carta a su amigo Michelangelo Ricci. La carta contenía la maravillosa declaración: “Vivimos sumergidos en el fondo de un océano del elemento aire, que por experimentos incuestionables se sabe que tienen peso”. Ésta tiene que ser una de las declaraciones más dramáticas en la historia temprana de la ciencia atmosférica. En ella describe cómo hizo el primer barómetro y cómo reconoció que era el peso del aire el que soportaba la columna de mercurio. Tomó un tubo de vidrio de aproximadamente (~) 2 codos (110–120 centímetros) de largo y lo llenó con mercurio. Luego, colocó un dedo sobre el extremo e invirtió el tubo en un recipiente que contenía mercurio. Vio que el mercurio caía hasta que su altura sobre la superficie en el abrevadero era “un codo un cuarto y una pulgada más”. Un codo y un cuarto probablemente son ~73 cm, por lo que informó que la altura en la región era de 76 cm de mercurio. (Continúa el próximo jueves…)

 

jmrivera@fisica.uaz.edu.mx

http://fisica.uaz.edu.mx/~jmrivera


Los comentarios están cerrados.