L'aria è un gas, ma ai fini del calcolo della pressione atmosferica, potresti considerarlo come un fluido e calcolare la pressione a livello del mare usando l'espressione per la pressione del fluido. Questa espressione è P = ∂gh, dove ∂ è la densità dell'aria, g è l'accelerazione della gravità, e h è l'altezza dell'atmosfera. Questo approccio non funziona, però, perché né ∂ né h sono costanti. L'approccio tradizionale è invece misurare l'altezza di una colonna di mercurio. Se stai cercando la pressione atmosferica a una determinata altitudine, potresti usare la formula barometrica. Si tratta di una relazione piuttosto complessa che dipende da diverse variabili, quindi è più semplice cercare il valore necessario in una tabella.

TL; DR (troppo lungo, non letto)

Gli scienziati calcolano la pressione atmosferica a livello del mare misurando l'altezza di una colonna di mercurio e calcolando la pressione che l'atmosfera deve esercitare per alzare la colonna a quell'altezza.

Il barometro a mercurio

Immergere un tubo di vetro con un'estremità chiusa in un vassoio di mercurio e lasciare che tutta l'aria sfugga, quindi ruotare il tubo in posizione verticale con l'apertura immersa nel mercurio. Avrai una colonna di mercurio all'interno del tubo e un vuoto tra la parte superiore della colonna e l'estremità del tubo. La pressione esercitata dall'atmosfera sul mercurio nel vassoio sostiene la colonna, quindi l'altezza della colonna è un modo per misurare la pressione atmosferica. Se il tubo è graduato in millimetri, l'altezza della colonna sarà di circa 760 mm, a seconda delle condizioni atmosferiche. Questa è la definizione di 1 atmosfera di pressione.

Mercurio è un fluido, quindi puoi calcolare la pressione necessaria per supportare la colonna usando l'equazione P = ∂gh. In questa equazione, ∂ è la densità di mercurio eh è l'altezza della colonna. Nelle unità SI (metriche), una atmosfera è pari a 101,325 Pa (Pascal) e nelle unità britanniche è pari a 14,696 psi (libbre per pollice quadrato). Il torr è un'altra unità di pressione atmosferica originariamente definita pari a 1 mm Hg. La sua definizione attuale è 1 torr = 133,32 Pa. Una atmosfera = 760 torr.

La formula barometrica

Sebbene non sia possibile derivare la pressione atmosferica a livello del mare dall'altezza totale dell'atmosfera, è possibile calcolare le variazioni della pressione dell'aria da un'altezza all'altra. Questo fatto, insieme ad altre considerazioni, inclusa la legge del gas ideale, conduce ad una relazione esponenziale tra la pressione del livello del mare (P _{0) e la pressione all'altezza h (P h). Questa relazione, nota come formula barometrica, è:}

P _{h = P 0e ^{-mgh /kT}}