En qué consistió el experimento de Torricelli

Evangelista Torricelli fue un físico italiano del siglo XVII. A él se le debe la ley de la física conocida como principio de Torricelli. El experimento de Torricelli más conocido consistió en sumergir un tubo invertido lleno de mercurio en un tanque que contenía el mismo elemento: el resultado de ese experimento fue la invención del barómetro.

El experimento de Torricelli: cuál es su origen y qué pretendía demostrar

Torricelli conocía la teoría de Galileo Galilei acerca de las bombas de succión: Galileo mantenía que estas bombas podían extraer el agua de un pozo debido a una fuerza que él denominaba “fuerza del vacío” y que se encontraba en el interior de la bomba.

Pero Torricelli no estaba de acuerdo y propuso otra explicación: sugirió que el aire que está en la atmósfera tenía peso y que era esa la fuerza que incidía verticalmente en la superficie del agua del pozo, impulsando el agua hacia la bomba de succión.

De la firme intención de demostrar esa teoría surgió el famoso experimento de Torricelli con el mercurio.

Cómo se desarrolló el experimento de Torricelli

Torricelli se valió de un tubo de vidrio de más de un metro de longitud, cerrado por un extremo, y lo llenó con mercurio. A continuación, lo sumergió, con el extremo abierto hacia abajo, en un gran recipiente abierto que también contenía mercurio.

Observó que el tubo comenzaba a vaciarse de mercurio, deteniéndose cuando el nivel de mercurio del tubo se encontraba unos 760 milímetros por encima de la superficie del líquido que había en el tanque.

Esto confirmaba su teoría de que el aire ejerce una fuerza sobre la superficie del líquido y que esa fuerza era la que empujaba al líquido hacia arriba.

La invención del barómetro

Torricelli también comprobó que la altura del mercurio del tubo variaba ligeramente todos los días, como él había previsto, debido a los cambios de presión del aire atmosférico: cuando la presión subía la altura del mercurio del tubo era mayor, descendiendo el nivel cuando la presión de la atmósfera bajaba.

Así fue como se produjo la invención del barómetro de mercurio: el experimento de Torricelli fue el germen del primer barómetro de la historia.

Pascal y Torricelli

Aunque a veces se hace referencia al experimento de Pascal y Torricelli, esa denominación no es exacta: la confusión viene de que, en muchas de sus observaciones y experimentos sobre el vacío, Blaise Pascal se valió de los barómetros de mercurio inventados por Torricelli.

El experimento de Torricelli, origen de algunas unidades de medida de presión atmosférica

La antigua medida de presión denominada atmósfera corresponde a una altura barométrica de 760 milímetros de mercurio y es considerada como la presión normal que ejerce el aire sobre cualquier objeto que se encuentre al nivel del mar.

Y la medida de presión denominada Torricelli se refiere a una altura barométrica de 1 milímetro de mercurio.

Así pues, cuando afirmamos que hay una presión de una atmósfera también podremos decir que la presión es de 760 Torricelli.

La presión atmosférica es mucho más fuerte de lo que creemos

Para hacernos una idea, la presión habitual de la atmósfera equivale a una fuerza ejercida de 1,03 kilogramos por cada centímetro cuadrado de superficie: así de fuerte es la presión que el aire atmosférico ejerce sobre nosotros cuando estamos al nivel del mar.

No notamos esa gran presión porque nuestro organismo está preparado para soportarla. Si nos trasladásemos a Marte, donde no existe la presión atmosférica, nuestros órganos y arterias reventarían debido a la ausencia de esa presión. No es una imagen bonita…

Otras aportaciones científicas de Torricelli

Torricelli no solo se circunscribió al estudio e investigación de las presiones y el vacío, sino que abordó otros campos de mecánica de fluidos y de la física. En concreto, a él se deben estas fórmulas físicas:

La fórmula cinética de Torricelli

Esta fórmula permite conocer la velocidad que alcanzará un objeto, en condiciones ideales, tras ser sometido a una aceleración durante su desplazamiento:

Se expresa así: v2 = v02 + 2as

Donde:

v = velocidad final.

v0 = velocidad inicial.

a = aceleración

s = espacio recorrido.

El principio o ley de Torricelli

Esta ley establece cómo varía la velocidad de salida del fluido contenido en un tanque al que se le practica un pequeño orificio:

La fórmula es: v = raíz cuadrada de 2gh.

Donde:

v = velocidad de salida del fluido.

g = 9,81 m/s2 (la aceleración debida a la fuerza de la gravedad).

h = altura que existe entre el nivel de fluido en el tanque y el orificio de salida.

Como vemos, la velocidad de salida irá disminuyendo según vaya bajando el nivel de líquido del recipiente, y será igual a cero cuando el nivel llegue al orificio de salida.

A todos nos parece de lo más lógico que esto suceda así. Pero la formulación matemática del principio físico que explica este fenómeno es otra de las consecuencias colaterales del célebre experimento de Torricelli.