Barômetro

Sabemos que o ar atmosférico exerce uma pressão sobre tudo que existe na superfície da Terra. Queremos saber com medir essa pressão. Quem primeiro fez essa medida foi um discípulo de Galileu chamado Evangelista Torricelli, em 1643. Naquele tempo havia uma história de que "a natureza tem horror ao vácuo". Segundo essa crença, seria impossível manter qualquer região do espaço no vácuo, por algum tempo. A existência do vácuo, inclusive, era considerada um dos "219 erros execráveis" pelos teólogos da época e acreditar nisso era quase uma heresia.
Torricelli tomou um tubo longo de vidro, fechado em uma das pontas, e encheu-o até a borda com mercúrio. Depois tampou a ponta aberta e, invertendo o tubo, mergulhou essa ponta em uma bacia com mercúrio. Soltando a ponta aberta notou que a coluna de mercúrio descia até um certo nível, mas estacionava quando alcançava uma altura de cerca de 76 centímetros.
Torricelli logo percebeu que acima do mercúrio havia o execrável vácuo. E que o mercúrio parou de descer quando a altura da coluna era de 76 cm porque seu peso foi equilibrado pela força que a pressão do ar exerce sobre a superfície do mercúrio na bacia.
A pressão atmosférica multiplicada pela área da seção do tubo é uma força que empurra o mercúrio da coluna para cima. Essa força é representada pela seta para cima, na base da coluna. No equilíbrio, essa força é exatamente igual ao peso da coluna (representada pela seta para baixo). Isso acontece quando a coluna tem 76 cm de altura, se o líquido for o mercúrio. Se o líquido fosse a água a coluna deveria ter mais de 10 metros de altura para haver equilíbrio, pois a água é cerca de 14 vezes mais leve que o mercúrio.
Com essa experiência Torricelli mostrou que é possível obter um vácuo e mantê-lo pelo tempo que se quiser. Ele notou também que a altura da coluna de mercúrio não era sempre constante, mas variava um pouco, durante o dia e a noite. Concluiu, daí, corretamente, que essas variações mostravam que a pressão atmosférica podia variar e suas flutuações eram medidas pela variação na altura da coluna de mercúrio. Portanto, Torricelli não apenas demonstrou a existência da pressão do ar, mas inventou o aparelho capaz de medi-la: o barômetro. E ainda provou que a natureza não tem nenhum horror ao vácuo.

Variações da pressão atmosférica

Torricelli já tinha notado que a pressão atmosférica varia. Medindo a altura da coluna de mercúrio em seu barômetro, ele descobriu que a pressão dá indicações sobre o clima.
A pressão média em um determinado local varia durante o ano.
Além disso, a pressão atmosférica também varia com a altitude do lugar. O gráfico abaixo dá o valor (médio) da pressão em várias altitudes. Em Fortaleza, ao nível do mar, a pressão é 1 atmosfera, isto é, 1 kgf/cm2 ou 76 cmHg. Em São Paulo, a 820 metros de altitude, ela cai um pouco. Em La Paz, capital da Bolívia, a 3600 metros de altitude, ela já cai para 2/3 de uma atmosfera. Aí o ar fica rarefeito, a quantidade de oxigênio é menor que aqui por baixo. Não admira que nossa seleção de futebol tenha tanta ojeriza a jogar em La Paz.

No Everest, ponto mais alto do planeta, a mais de 8000 metros, a pressão é menor que 1/3 de uma atmosfera. Nessa altitude, só com máscara de oxigênio. Os animais que vivem nas altas montanhas têm coração e pulmão maiores que o normal dos outros bichos. A vicunha, por exemplo, que vive nos Andes, tem 3 vezes mais glóbulos vermelhos por milímetro cúbico de sangue que um homem da planície.