Calcula la presión atmosférica, temperatura, densidad del aire y punto de ebullición del agua según la altitud, o la altitud a partir de una presión.
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A 1,500 m (4,921 pies), la atmósfera estándar da 845.6 hPa, el 83.5 % de la presión al nivel del mar, y 5.3 °C. El agua hierve a 95.0 °C a esa presión.
Esta altura se encuentra en la troposfera (−6,5 K/km).
g₀ = 9,80665 m/s², M = 0,0289644 kg/mol, R* = 8,31432 J/(mol·K) (estándar de 1976).
Ecuación de temperatura de saturación IAPWS-IF97 (ec. 31); reproduce el valor de comprobación de la IAPWS: Ts(0,1 MPa) = 372,755919 K.
La presión a una altura determinada se obtiene con la fórmula barométrica de la Atmósfera Estándar de EE. UU. de 1976: 1013,25 hPa y 15 °C al nivel del mar, con una caída de temperatura de 6,5 °C por kilómetro hasta los 11 km y una temperatura constante de −56,5 °C hasta los 20 km. El punto de ebullición del agua a esa presión procede de la ecuación de saturación IAPWS-IF97. Si partes de una presión, se invierte la fórmula para obtener la altitud.
Permite estimar cómo disminuye la densidad del aire, con aplicaciones en cocina, montañismo, aviación e ingeniería. La altitud predeterminada de 1500 m da 845,6 hPa, el 83,5 % de la presión al nivel del mar y una temperatura de ebullición del agua de 95,0 °C. En la cima del Everest (8849 m), el agua hierve a 70,2 °C.
La atmósfera estándar es un modelo medio: la presión real cambia con el tiempo meteorológico y la temperatura mostrada es la del modelo, no la de hoy. Introduce la presión actual al nivel del mar en Más opciones para ajustar la estimación.
Hasta 11 km, la Atmósfera Estándar de Estados Unidos de 1976 da P = 1013,25 × (1 − 0,0065H ÷ 288,15)^5,25588 hPa, donde H es la altura geopotencial en metros. La calculadora parte de una altitud o de una presión y devuelve la otra, junto con el porcentaje de la presión al nivel del mar, la temperatura y la densidad del aire de la atmósfera estándar y la temperatura de ebullición del agua.
Con los valores iniciales, 1500 m sobre un nivel del mar a 1013,25 hPa y 15 °C, la presión es de 845,60 hPa, el 83,5 % de la del nivel del mar, y el agua hierve a 94,98 °C (203,0 °F). El aire a esa altura está a 5,25 °C en la atmósfera estándar y su densidad es de 1,0581 kg/m³.
Son valores de un día medio. La presión real sube y baja con el tiempo atmosférico, y el punto de ebullición se mueve con ella.
La atmósfera estándar parte de 1013,25 hPa y 15 °C (288,15 K) al nivel del mar, con una temperatura que baja 6,5 °C por kilómetro. Para 1500 m:
El exponente es g₀M ÷ (RL), con las constantes de 1976: g₀ = 9,80665 m/s², M = 0,0289644 kg/mol, R = 8,31432 J/(mol·K) y gradiente térmico L = 0,0065 K/m.
La altura geopotencial corrige el debilitamiento de la gravedad con la altura. A 1500 m la corrección es de solo 0,35 m, pero sitúa el límite de la capa de 11 km en 11 019 m de altura real.
De 11 a 20 km (geopotenciales), la temperatura se mantiene en −56,5 °C, de modo que la presión cae de forma exponencial desde 226,32 hPa:
P = 226,32 × exp[−g₀M(H − 11 000) ÷ (R × 216,65)]*
A 20 000 m quedan 55,29 hPa, el 5,5 % de la presión al nivel del mar. Por encima de 20 km la temperatura sube 1 °C por kilómetro, y el modelo termina en 32 km.
| Altitud geométrica m | Presión hPa | Respecto al nivel del mar % | El agua hierve a °C |
|---|---|---|---|
| 0 | 1013,25 | 100,0 | 99,97 |
| 1000 | 898,76 | 88,7 | 96,65 |
| 1609 | 834,35 | 82,3 | 94,62 |
| 3640 | 646,05 | 63,8 | 87,83 |
| 8849 | 314,97 | 31,1 | 70,22 |
Las filas corresponden al nivel del mar, a 1000 m, a Denver (1609 m), a La Paz (3640 m) y a la cima del Everest (8849 m), todas con condiciones estándar al nivel del mar.
La presión baja más deprisa cerca del suelo, donde el aire es más denso. El primer kilómetro sobre el nivel del mar resta 114,5 hPa; el tramo de 8000 a 9000 m resta 48,5 hPa.
El agua hierve cuando su presión de vapor iguala la presión que la rodea, así que un aire menos denso significa un punto de ebullición más bajo. La temperatura procede de la ecuación de saturación de IAPWS-IF97 y depende solo de la presión.
Cerca del nivel del mar, el punto de ebullición baja alrededor de 1 °C cada 300 m. El ritmo se mantiene cerca de 3,3–3,4 °C por kilómetro hasta la cima del Everest.
A la presión estándar del nivel del mar, el agua hierve a 99,97 °C en la escala de temperatura actual ITS-90, no exactamente a 100 °C. A 1000 hPa hierve a 99,61 °C.
Los alimentos que se cuecen en agua tardan más en altura, porque el agua no puede calentarse por encima de su punto de ebullición. Una olla a presión eleva la presión dentro del recipiente y, con ella, el punto de ebullición.
Con Partir de en «Presión atmosférica», la calculadora resuelve la fórmula al revés. 500 hPa corresponden a 5579,3 m de altura real, o 5574,4 m geopotenciales, los 5574 m que la atmósfera estándar de la OACI asigna a ese nivel.
Usa la presión de estación, la que marca de verdad el barómetro en el lugar. Los partes meteorológicos dan la presión reducida al nivel del mar (QNH o presión media al nivel del mar), por eso el parte de una ciudad de montaña indica cerca de 1013 hPa mientras la presión real de estación en Denver ronda los 834 hPa.
En los 1609 m de Denver, un QNH de 1000 hPa da 823,4 hPa y un punto de ebullición de 94,26 °C. Un QNH de 1030 hPa da 848,1 hPa y 95,07 °C: una oscilación de 30 hPa mueve el punto de ebullición 0,8 °C.
La temperatura del aire en altura es la media de la atmósfera estándar. Los perfiles reales cambian con la estación y el tiempo, e incluyen inversiones en las que el aire se calienta al subir.
El aire seco contiene un 20,9 % de oxígeno a cualquier altura, pero con menos presión cada inspiración contiene menos moléculas. La presión parcial de oxígeno sigue el porcentaje de presión: el 83,5 % del valor del nivel del mar a 1500 m, el 63,8 % en La Paz y el 31,1 % en la cima del Everest.
Ese porcentaje describe el aire, no la saturación de oxígeno en sangre, que depende de la respuesta del organismo.
Para la sensación térmica por viento, el índice de calor y el punto de rocío a partir del tiempo medido, usa la calculadora de sensación térmica e índice de calor. Para pasar entre hPa, inHg, psi y otras unidades, usa el conversor de presión.
Fuente de comprobación: Comprobación de ejemplo: tabla de la Atmósfera Estándar de EE. UU. de 1976 (altitud geométrica): 1000 m → 8,9876×10⁴ Pa, 281,651 K, 1,1117 kg/m³
Fuente de comprobación: Comprobación de ejemplo: tabla de la Atmósfera Estándar de EE. UU. de 1976: 11 000 m geométricos → 2,2700×10⁴ Pa
Fuente de comprobación: Comprobación de ejemplo: tabla de la Atmósfera Estándar de EE. UU. de 1976: 20 000 m → 5,5293×10³ Pa, 216,65 K
Fuente de comprobación: Cálculo independiente
1013,25 hPa, equivalentes a 101,325 kPa, 1 atm, 760 mmHg o 29,92 inHg, con una temperatura del aire de 15 °C. Son los valores al nivel del mar de la Atmósfera Estándar de EE. UU. de 1976 y de la atmósfera estándar de la OACI utilizada en aviación. La presión real al nivel del mar varía alrededor de este valor con las condiciones meteorológicas.
Cerca del nivel del mar, aproximadamente 1 °C menos por cada 300 m de altura. Según la ecuación de saturación IAPWS-IF97 y el modelo de presión estándar, el agua hierve a 99,97 °C al nivel del mar, 94,6 °C en Denver (1609 m), 87,8 °C en La Paz (3640 m) y 70,2 °C en el Everest (8849 m). Los alimentos hervidos tardan más en cocinarse en altitud porque el agua no puede superar esa temperatura mientras hierve.
Cerca del nivel del mar, baja unos 12 hPa por cada 100 m, o 36 hPa (1,07 inHg) en los primeros 1000 pies; de ahí la regla aproximada de 1 inHg por cada 1000 pies usada en aviación. La caída se hace más lenta con la altura: la presión se reduce a la mitad alrededor de los 5,5 km (500 hPa a 5579 m) y es inferior a una cuarta parte de la presión al nivel del mar por encima de los 11 km.
El oxígeno sigue representando el 20,9 % del aire seco, pero cada respiración contiene menos moléculas porque la presión total es menor. La presión parcial de oxígeno, que influye en cuánto llega a la sangre, disminuye en proporción a la presión total: en la atmósfera estándar es el 83,5 % del valor al nivel del mar a 1500 m, el 64 % en La Paz a 3640 m y el 31 % en la cima del Everest.
Los informes meteorológicos suelen mostrar una presión reducida al nivel del mar (QNH o presión media al nivel del mar) para poder comparar lugares en los mapas. La presión real de estación en Denver ronda los 834 hPa en la atmósfera estándar. Introduce el valor comunicado al nivel del mar en la opción Presión al nivel del mar para estimar la presión local y el punto de ebullición con ese ajuste meteorológico.
Esta calculadora incluye 6 ejemplos resueltos con respuestas de fuentes independientes. Forman parte del conjunto de pruebas y también puedes ejecutarlos aquí.