Atmosfera (unitat)
|
«atm» redirigeix aquí. Vegeu-ne altres significats a «ATM». |
L'atmosfera estàndard, simbolitzada atm, és una antiga unitat de mesura de la pressió que equival a 101 325 Pa (newtons per metre quadrat, N·m–2) en unitats del Sistema Internacional d'Unitats.[1] Es va emprar durant molt de temps en termodinàmica i en química per mesurar la pressió dels gasos comprimits dins recipients.[2]
| Tipus | unitat de pressió, unitat derivada en UCUM, constant física i UCUM constant (en)   |
|---|---|
| Unitat de | pressió |
| Conversions d'unitats | |
| A unitats del SI | 101.325 Pa |
És una unitat de mesura que no forma part del Sistema Internacional, però va ser considerada acceptable durant força temps, fins al 1982.[3] Tampoc no està inclosa entre les unitats que es poden utilitzar dins de la Unió Europea, les úniques unitats de pressió admeses a la Directiva 80/181/EEC són el pascal (Pa), el bar i el mil·límetre de mercuri (mmHg) o Torr.[4]
També s'empraven l'atmosfera tècnica, simbolitzada at, que equival a 98 066,5 Pa o 98,0665 kPa i que és definida com un quilogram-força per centímetre quadrat (kp·cm–2) i igual a 0,9678 atm; i l'atmosfera britànica que és la pressió exercida per una columna de mercuri de 30 polsades d'alçada a Londres i a la temperatura de 62 °F, equival a 1,000 18 atm.[5] Una unitat d'energia derivada de l'atmosfera era l'atmosfera-litre que equivalia a 24,218 calories o a 101,31 joules.[2]
Història
modifica
Al Regne Unit es començà a emprar l'atmosfera com a unitat natural de mesura de pressió durant el segle xviii. S'empra, per exemple, al llibre A System Of Natural Philosophy de Thomas Rutherford (1712–1771) publicat el 1748;[6] més endavant a l'obra de William Nicholson (1753-1815) An introduction to natural philosophy, vol. 2, del 1805 dona la pressió a diferents profunditats de la mar en atmosferes.[7] El 1826 ja es definia l'atmosfera com a unitat de pressió a l'obra en francès editada a Brussel·les Géométrie et mécanique des arts et métiers et des beaux-arts. Cours normal à l'usage des artistes et des ouvriers... de l'enginyer, economista i matemàtic francès baró Charles Dupin (1784-1873). Dupin diu que s'emprava l'atmosfera per a mesurar les pressions elevades que es generaven dins de les màquines de vapor (1, 2, 3, 4... atm) i que fins aleshores no s'havien assolit.[8]
En la seva definició original, una atmosfera equivalia a la pressió mitjana a nivell del mar, corresponent a la pressió exercida per una columna vertical de mercuri de 760 mm d'altura.[9]
El 1940, la ICAO (Organització de l'Aviació Civil Internacional) adoptà, per a mesures de pressió atmosfèrica en meteorologia, com a unitat l'atmosfera. Per a la seva definició s'acordà suposar que l'atmosfera terrestre es comporta com un gas ideal a la temperatura de 288,16 K (15 °C) i al nivell mitjà de la mar, agafant com a densitat del mercuri 13,595 × 103 kg·m–3 i el valor de l'acceleració de la gravetat a nivell de la mar a una latitud de 45° N 9,806 65 m·s–2.[5]
El 1954, la desena Conferència General de Pesos i Mesures, a la seva resolució número 4 va definir l'atmosfera estàndard com 1 013 250 dines per centímetre quadrat. És a dir, fou definida en termes d'unitats de l'antic sistema CGS.[1] A la primera edició del Fullet del SI publicat el 1970 sota el títol Le Système International d'Unités, s'indica que la Conferència General de Pesos i Mesures del 1969 havia estimat que era preferible mantenir temporalment algunes unitats, com l'atmosfera, per a ser utilitzades conjuntament amb les unitats del SI a causa que eren força usades.[10] Les edicions del Fullet del SI del 1973 (segona) i del 1977 (tercera) mantenen el mateix estatus d'unitat admesa temporalment.[11][12] La quarta edició, del 1981, manté la situació, indica que el 1978 el CIMP va considerar que, per raons de la seva utilització en alguns països en alguns dominis específics, era acceptable continuar utilitzant algunes unitats com l'atmosfera conjuntament amb les unitats del SI, però afegeix que no s'ha de fer servir en àmbits nous.[13] A les edicions quarta (1985) i cinquena (1991) del Fullet del SI l'atmosfera ja apareix a la llista d'unitat que es recomana de no utilitzar, s'indica que el CIPM considera que és preferible d'evitar la seva utilització i reemplaçar-la per la unitat del SI.{{sfn|BIMP|1985|p=22}|ref=BIMP1985}[14] A l'edició del 1998, la setena, no canvia l'estatus, però s'introdueix la consideració de què es tracta d'una unitat present en textos antics.[15] A la vuitena edició, del 2006, ja no s'esmenta l'atmosfera, a l'apartat de les altres unitats d'utilització no recomanada s'indica que el CIPM considera que no hi ha cap raó per a continuar utilitzant les unitats que s'havien llistat en el passat.[16]
En química, s'havia fet servir l'atmosfera com a unitat per a la pressió de gasos; per a la definició de les condicions normals de pressió i temperatura per tabular dades termodinàmiques, que corresponen a una temperatura de 0 °C (273,15 K) i una pressió d'una atm;[17] o en el valor de la constant dels gasos R = 0,082 06 atm·L/K·mol. Però el 1982 la IUPAC va canviar les seves recomanacions en adaptar-les encara més al Sistema Internacional d'Unitats i des de llavors recomana que la pressió estàndard sigui 100 kPa, és a dir, 100 000 Pa.[18][19]
Equivalències
modificaL'equivalència de l'atmosfera amb el pascal, la unitat de pressió del Sistema Internacional, s'obté a partir de la definició de pressió hidroestàtica amb la pressió atmosfèrica de 760 mmHg (una altura = 0,760 m) i agafant la densitat del mercuri = 13,595 08 × 103 kg·m–3[20] i l'acceleració de la gravetat = 9,806 65 m·s–2:[2]
| Unitat | Atmosfera estàndard (atm) | Atmosfera tècnica (at) | Pascal (Pa) | kPa | mmHg o Torr | Bar | Psi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Atmosfera estàndard (atm) | 1 | 1,033 | 101 325 | 101,325 | 760 | 1,013 25 | 14,6959 |
| 1 Atmosfera tècnica (at) | 0,9678 | 1 | 98 066,5 | 98,0665 | 735,562 | 0,980 665 | 14,223 |
| 1 Pascal (Pa) | 9,869 23 × 10⁻⁶ | 1,0197 × 10⁻⁵ | 1 | 1 000 | 7,500 62 × 10⁻³ | 1 × 10⁻⁵ | 1,4504 × 10⁻⁴ |
| 1 kPa | 9,869 23 × 10⁻³ | 1,0197 × 10⁻² | 1 000 | 1 | 7,500 62 | 0,01 | 0,145 04 |
| 1 mmHg o 1 Torr | 1,315 79 × 10⁻³ | 1,3595 × 10⁻³ | 133,322 | 0,133 322 | 1 | 1,3332 × 10⁻³ | 1,9337 × 10⁻² |
| 1 Bar | 0,986 92 | 1,0197 | 100 000 | 100,000 | 750,062 | 1 | 14,5038 |
| 1 Psi | 6,8046 × 10⁻² | 7,0307 × 10⁻² | 6 894,76 | 6,894 76 | 51,714 94 | 0,068 9476 | 1 |
Vegeu també
modificaReferències
modifica- ↑ 1,0 1,1 BIMP, 2019, p. 52.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Glasstone, Samuel. Termodinámica para químicos (en castellà). 5a. Madrid: Aguilar, 1977. ISBN 8403200595.
- ↑ Gupta, S. V.. Units of Measurement. Past, Present and Future. International System of Units. Springer, 2010, p. 94. DOI 10.1007/978-3-642-00738-5. ISBN 978-3-642-00737-8.
- ↑ «Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC». The Council of the European Communities, 27-05-2009. Arxivat de l'original el 12 d’octubre 2011. [Consulta: 29 maig 2021].
- ↑ 5,0 5,1 García, José Luis Galán. Sistemas de unidades físicas (en castellà). Reverte, 1987. ISBN 978-84-291-4301-0.
- ↑ Rutherforth, Thomas. A System Of Natural Philosophy: Being A Course of Lectures In Mechanics, Optics, Hydrostatics, and Astronomy; Which are Read in St Johns College Cambridge : In Two Volumes (en anglès). Thurlbourn, 1748.
- ↑ Nicholson, William. An Introduction to Natural Philosophy: Illustrated with Copper Plates (en anglès). J. Johnson, 1805.
- ↑ Geometrie et mecanique des arts et metiers et de beaux-arts cours normal a l'usage des artistes et des ouvriers, ... par le baron Charles Dupin, ... Tome premier [- trosieme: Tome troisieme. Dinamie] (en francès). C.J. de Mat fils et H. Remy, 1826.
- ↑ «Standard atmosphere» (en anglès). Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc.. [Consulta: 17 agost 2021].
- ↑ BIMP, 1970, p. 15.
- ↑ BIMP, 1973, p. 15.
- ↑ BIMP, 1977, p. 15-16.
- ↑ BIMP, 1981, p. 18.
- ↑ BIMP, 1991, p. 22.
- ↑ BIMP, 1998, p. 32.
- ↑ BIMP, 2006, p. 40.
- ↑ Atkins, P. W.; Jones, Loretta. Principios de Química. La búsqueda del conocimiento. (en castellà). Ed. Médica Panamericana, 2006. ISBN 978-84-7903-734-5.
- ↑ «STP» (en anglès). Compendium of Chemical Terminology, 2a ed. "Gold Book". IUPAC, 2019. [Consulta: 17 agost 2021].
- ↑ Jespersen, Neil D. Barron's AP Chemistry (en anglès). Barron's Educational Series, 2010, p.282. ISBN 0764140507.
- ↑ Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition (en anglès). CRC Press, 2004-06-29. ISBN 978-0-8493-0485-9.
- ↑ IUPAC. Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry: 4th Edition, Abridged Version (en anglès). Royal Society of Chemistry, 2023-11-29. DOI 10.1039/9781839163180. ISBN 978-1-83916-150-6. Arxivat 2024-09-20 a Wayback Machine.
- ↑ Shallcross, David. Chemical Engineering Explained: Basic Concepts for Novices (en anglès). Royal Society of Chemistry, 2017-12-04. ISBN 978-1-78262-861-3.
Bibliografia
modifica- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Primera edició, 1970.
- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Segona edició, 1973.
- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Tercera edició, 1977.
- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Quarta edició, 1981.
- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès i anglès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Cinquena edició, 1985.
- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès i anglès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Sisena edició, 1991.
- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès i anglès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Setena edició, 1998.
- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès i anglès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Vuitena edició, 2006.
- «Le Système International d'Unités (SI)» (PDF) (en francès i anglès). Brochure SI. BIMP [Sèvres], Novena edició, 2019.