Come si misura la pressione in fisica?

Misurazione della pressione in fisica, strumenti misuratori.

Concetto e misurazione

Con il termine pressione si intende quella forza che agisce sull'unità di superficie.
A seconda del tipo di forza e delle unità di misura utilizzate la pressione viene espressa in: - newton/m2;
- Kg peso m/m2;
- atmosfere bar e mm di mercurio (o torr atm). Si distinguono diversi tipi di pressione, quando si parla di pressione atmosferica si indica quella forza premente esercitata dal peso di una colonna d'aria alta quanto l'atmosfera su una unità superficie di 1 cm2.
La massa dell'aria viene attratta nel centro della Terra per la forza della gravità. Per capire il concetto di pressione si può riprodurre l'esperimento effettuato da Evangelista Torricelli, queste sono le sequenze: Prendiamo un tubo di vetro robusto alto 1 m , avente la sezione di 1 cm2 e chiuso all'estremità e riempiamolo completamente di mercurio ( 1 cm3 di mercurio pesa 13,6 g), teniamo chusa con un dito l'altra estremità che è rimasta aperta e immergiamo il tubo in una bacinella contenente mercurio.
Durante l'esperimento bisogna fare attenzione a non fare entrare aria nel tubo.
Noteremo che dal tubo fuoriesce del mercurio, ma ad un certo punto cessa di uscire e si ferma ad un'altezza di 76 cm.
L'aria che è presente nella bacinella impedisce al mercurio di fuoriuscire, ciò significa che la pressione atmosferica agisce con la forza di 76 cm3 di mercurio.
Nell'esperimento di Torricelli agiscono due forze: la pressione atmosferica e la pressione idrostatica del mercurio ed è proprio quest'ultima che che si contrappone alla prima. Per calcolare il valore della pressione idrostatica dobbiamo: - Moltiplicare il peso di 1 cm3 di mercurio, pari a 13,6 g per l'altezza (0,76 cm) della colonna di mercurio, il risultato che si ottiene è di 1,033 kg. Questa unità di misura viene chiamata atmosfera ed indica il valore dell'atmosfera in condizioni di normalità.
Nella terminologia viene utilizzato il bar e il suo sottomultiplo il millibar ( 1 bar è pari a 1000 millibar.
Atmosfera e bar sono termini equivalenti:parlare di 10 atm o 10 bar è la stessa cosa (1 bar=1 atm). Un'altra unità di misura utilizzata è il torr chiamato anche millimetro di mercurio che corrisponde alla settecentosessantesima (760) parte dell'atmosfera in condizioni standard. Per misurare la pressione atmosferica si utilizzano i seguenti strumenti misuratori: - Barometro a mercurio: funziona con lo stesso principio di quello di Torricelli;
- Barometro metallico: si tratta di scatole o tubi metallici a perfetta tenuta al cui interno è stato creato il vuoto; il coperchio è fatto di una lamina molto sottile che deformandosi a causa della pressione, fa muovere la lancetta su una scala graduata in cui è agevole leggere il valore della pressione.
- Altimetro: è un barometro che misura l'altezza rispetto al livello di mare. La pressione interna di un gas viene misurata utilizzando dei manometri, ne esistono di due tipi: - Manometri a mercurio;
- Manometri metallici. Il volume di un gas varia in base alla temperatura e alla pressione che dipende dall'urto delle sue molecole contro le pareti di un recipiente in cui è contenuto.

La pressione arteriosa

La pressione arteriosa è la forza esercitata dal sangue sulle pareti delle arterie in cui circola. La pressione arteriosa si distingue in: - pressione sistolica (ossia la pressione arteriosa massima) che si ha quando atri e ventricoli si contraggono ed immettono un nuovo getto di sangue;
- pressione diastolica (vale a dire la pressione arteriosa minima) che si ha quando il cuore si rilassa e le quattro cavità si riempiono di sangue. I misuratori di pressione arteriosa più utilizzati sono gli sfigmomanometri a mercurio; i valori normali della pressione massima sono tra 110 e 150 mmHg e dipendono dall'età e dal sesso.
Di conseguenza il valore della pressione minima è tra i 60 e i 90 mmHg.