materi

 

A.Tekanan Gas/Udara

Tekanan udara yang bekerja dipermukaan bumi menekan setiap benda yang ada dipermukaan bumi dari segala arah, hal ini berlaku sama dengan di dalam air. Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Barometer sederhana terdiri dari sebuah tabung panjang yang diisi dengan air raksa. Tabung ini posisinya dibalik di dalam sebuah bejana sehingga air raksa akan turun pada ketinggian tertentu sampai tercapai kesetimbangan gaya tekanan udara luar dengan berat kolom air raksa. Barometer yang demikian disebut barometer Torricelli karena pertama kali diselidiki oleh seorang ahli fisika dari Italia, yaitu Evangelista Torricelli.

Dalam keadaan diam, permukaan raksa yang naik dalam tabung kaca ternyata memiliki ketinggian 76 cm dari permukaan raksa dalam bejana. Dalam keadaan tersebut tekanan udara luar sama dengan tekanan hidrostatis raksa pada ketringgian 76 cm tersebut.

Tekanan sebesar 1 atm (1 atmosfer) setara dengan tekanan hidrostatis kolom raksa setinggi 76 cm dan dapat ditulis 1 atm = 76 cmHg.

 

Tekanan udara berkurang rata-rata 1 cmHg setiap kenaikan 100 m dari permukaan laut. Jika tekanan di permukaan laut 76 cmHg, maka ketinggian suatu tempat diukur dari permukaan laut dapat dihitung dengan rumus:

Keterangan:

	h     = ketinggian tempat yang diukur dari permukaan laut (m) Pbar  = Tekanan udara ditempat yang diukur

 

                                                                                                                  

B.  Tekanan Gas dalam Ruang Tertutup

Gas dalam ruang tertutup mengadakan tekanan pada dinding ruang tersebut. Salah satu peristiwa yang membuktikan hal tersebut adalah balon karet yang berisi udara. Semakin banyak udara yang dimasukkan ke dalam balon, semakin besar tekanan udara yang dialami dinding balon, sehingga balon menggelembung lebih besar.

Gas dalam ruang tertutup memiliki tiga besaran yang saling mempengaruhi, yaitu volume (V), tekanan (P), dan suhu (T). Hubungan ketiga besaran tersebut pertama kali ditemukan oleh Robert Boyle dan hasil penemuannya itu dikenal dengan hukum Boyle.

Adapun bunyi hukum tersebut adalah:

Hasil kali tekanan dan volume gasdalam ruang tertutup adalah tetap jika suhu gas itu tetap.

Dalam bentuk rumus hukum tersebut dapat ditulis:

Keterangan:

	P = tekanan gas (N/m2) V = volume gas (m3) P1 = tekanan gas mula-mula (N/m2) V1 = volume gas mula-mula (m3) P2 = tekanan gas setelah mengalami perubahan (N/m2) V2 = volume gas setelah mengalami perubahan (m3)

 

C. Alat Ukur Tekanan Gas

Untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup digunakan alat ukur yang disebut dengan manometer.

a.    Manometer Raksa Terbuka

Perhatikan gambar di samping, sebelum digunakan, permukaan raksa harus sama tinggi. Jika  manometer tersebut digunakan, dihubungkan dengan ruang gas yang tekanannya akan diukur, akan tampak seperti gambar disamping. Kedudukan raksa di tabung yang dihubungkan dengan gas lebih rendah karena tekanan gas (Pgas) lebih besar. Kemudian dengan mengukur nilai h, maka tekanan gas dapat dihitung dengan persamaan:

                                

b.    Manometer Raksa Tertutup

Prinsip kerja manometer raksa tertutup berdasarkan hukum Boyle dan hukum utama hidrostatika. Perhatikan gambar di samping! Sebelum digunakan, permukaan raksa dikedua tabung yaitu di A dan B harus sama tinggi. Hal ini karena kolom udara di pipa tertutup (B) mempunyai tekanan yang sama dengan tekanan udara luar, yaitu 1 atm. Ketika manometer digunakan, terlihat adanya perbedaan ketinggian permukaan raksa. h₁ adalah ketinggian tabung kosong yang tertutup terhadap permukaan raksa dan h₂ adalah tinggi tabung kosong yang tertutup setelah digunakan. Tekanan gas tersebut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

 

 

c.    Manometer Logam (Aneroid)

Manometer logam biasa digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup seperti mengukur tekanan gas oksigen dalam tabung pengelas, tekanan ban, dan tekanan udara dalam tabung lampu petromaks.

d.    Manometer Pegas

Manometer pegas digunakan untuk mengukur tekanan udara pada ban mobil atau motor. Bentuk ujungnya yang berlubang digunakan untuk memasukkan udara yang diukur. Jika udara sudah masuk, maka daftar skala akan tertekan ke luar.