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Altimetri a pressione

L’altimetro è uno strumento di misura che serve per determinare l'altezza di un punto rispetto al livello del mare. È molto utilizzato in vari ambiti, da quello subacqueo a quello aereo.

Ormai l'utilizzo dell’altimetro a pressione è stato abbandonato data la sua difficoltà di utilizzo in molte situazioni; l’altimetro a pressione, infatti, è influenzato da vari fattori atmosferici, tra cui l’umidità dell’aria e la sua composizione chimica (ricordiamo che, cambiando l’altitudine, varia la quantità dei gas presenti nell'aria). Inoltre la pressione teorica ricavata dalla tabella dell'atmosfera standard varia notevolmente in funzione delle condizioni meteorologiche (alte e basse pressioni). È perciò indispensabile, per ottenere misure non troppo lontane dai valori effettivi, tarare prima l'altimetro.

Il principio di funzionamento 

Lo strumento rileva la pressione atmosferica P in un dato punto e restituisce l’altezza dal livello del mare z che aumenta al diminuire della pressione in buona approssimazione con una funzione della forma

dove P0 è la pressione atmosferica in condizioni standard, cioè al livello del mare a una temperatura di 0°C e ad una latitudine di 45° e il suo valore è 1Atm=101325 Pa= 14,70 psi (pounds for square inch, unità di misura anglosassone usata anche in campo aeronautico).

Esempio

La pressione atmosferica, esercitata dal peso della colonna d'aria sovrastante il punto in cui viene effettuata la misura, diminuisce all'aumentare dell'altitudine. La posizione verticale di un aereo può essere così determinata mediante l'altimetro a pressione, che si basa proprio sulla variazione della pressione atmosferica in funzione dell'altitudine.

Al livello del mare la pressione atmosferica è di circa 14,7 psi. L'andamento della pressione P in funzione dell'altitudine h è espresso dalla funzione

P = 14,7 × 10-0,000018h (P è misurata in psi; h in feet, piedi simbolo ft).

  • Qual è l’altezza di volo di un comune aereo se l’altimetro a pressione registra 13,82 psi?
  • Quale pressione registra l’altimetro se un aereo si trova a viaggiare a un’altitudine di 10 000 ft?

Sostituiamo il valore noto nella legge di variazione della pressione e ricaviamo h:

13,82 psi = 14,7 × 10-0,000018 h → 0,9401 = 10-0,000018 h → log(0,9401) = -0,000018.h → h = 1490,3 ft

Applichiamo ancora la legge di variazione della pressione:

P = 14,7 × 10-0,000018×10000 = 9,71 psi

Inserire il valore della pressione in atmosfere o variare lo slider per vedere il valore dell'altezza sul livello del mare.