¿Cómo entender la presión del aire contra una bomba manual?

Imagina este pequeño experimento conmigo por un momento.

Una especie de artilugio de pistón, como una bomba de bicicleta, pero sin ninguna boquilla para expulsar el aire. Un pie de altura, una pulgada de ancho/profundidad. Digamos que la bomba ha tocado fondo por completo. Como tal, no hay aire en el fondo. También es completamente hermético, y si tiro de él, no puede entrar aire para desplazarlo. Explicación ASCII:

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En el vacío, podría sacar la bomba con bastante facilidad. No actúan más fuerzas que la fricción y la gravedad.

Sin embargo, en la tierra, la presión del aire actúa fuertemente sobre ella. Siendo que la parte superior es de 1 pulgada por 1 pulgada, debería tener 14-15 libras de fuerza, ¿correcto? Esto parece demasiado fácil. Puedo levantar esa cantidad con bastante facilidad. ¿Me estoy perdiendo de algo? ¿Tengo suficiente fuerza para crear un vacío tan fácilmente?

Mi conjetura es que se vuelve más difícil muy rápidamente, al sacar más el pistón. Pero un vacío no puede ser aún más vacío, así que eso no es lo que está pasando. La parte expuesta de la bomba tiene más área de superficie, ¿eso causa más presión sobre el pistón? ¿O son simplemente 15 libras lineales en todo el recorrido?

Respuestas (1)

Estás en lo correcto. Con solo una sección transversal de 1, podrá extraer tanto vacío como desee. (La mayoría de las bombas son más grandes que esto.

Como contraejemplo, solo piense en un barómetro de mercurio. Se necesitan entre 26 y 32 pulgadas de mercurio para generar el vacío y, por lo tanto, podemos medir la presión ambiental. Si hiciéramos este barómetro de 100 pulgadas de alto, no tomaría más mercurio, solo obtendríamos 70 pulgadas de vacío.