Tekanan pada Udara

Posted on

Tekanan pada Udara – Pada prinsipnya tekanan udara sama dengan tekanan zat cair. Misalnya, tekanan udara di pesisir berbeda dengan di pegunungan.

Hal ini dikarenakan semakin tinggi posisi suatu tempat di bumi, semakin sedikit partikel udaranya, semakin kecil gaya gravitasi partikel tersebut dan semakin rendah tekanan udaranya.

Oleh karena itu, tekanan udara di wilayah pesisir lebih besar daripada di wilayah pegunungan.

Tekanan udara pertama kali diteliti oleh Evangelista Torricelli pada tahun 1643. Tekanan udara di permukaan laut adalah 76 cmHg atau 1 atm. Untuk setiap kenaikan 100 m, tekanan udara berkurang 1 cmHg.

Tekanan pada udara

Tekanan Udara dalam Ruang Terbuka

Tekanan atmosfer bervariasi. Semakin tinggi lokasi dan permukaan laut, tekanan udara di lokasi tersebut semakin berkurang. Hal ini dikarenakan sebagian besar partikel udara berada di dekat permukaan bumi (laut) akibat gaya gravitasi bumi, sehingga jumlah partikel udara semakin berkurang.

Menurut penelitian para ahli, untuk setiap kenaikan 10 m permukaan laut, rata-rata tekanan udara turun sebesar 1 mmHg. Penurunan ini hanya berlaku pada ketinggian 1.000 m. Oleh karena itu, 76cmHg sama dengan 760mmHg, jadi ketinggian tempat tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

h  = \(\frac{(76 cmHg – x)}{1 cmHg}\) x 100 meter

Contoh:

Terdapat tempat yang memiliki ketinggian 300 m di atas permukaan laut. Tentukan tekanan barometrik (udara) tempat tersebut!

Penyelesaian:
Diketahui  : h = 300 m
Ditanya     : x = … ?
Jawab       : h = (760 – x) . 10
300 = (760 – x) . 10
30 = (760 – x)
x = 760 – 30
= 730 mmHg = 73 cmHg

Jadi, tekanan udara di tempat yang ketinggiannya 300 m dari permukaan laut adalah 73 cmHg.

Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara dalam ruang terbuka adalah barometer. Terdapat beberapa jenis barometer, yaitu barometer air raksa, barometer air, barometer aeroid (logam), dan barometer barograf (barograph).

Dalam kehidupan sehari-hari, tekanan pada udara dapat dimanfaatkan dalam berbagai kegiatan, diantaranya sebagai berikut.

a. Karena tekanan udara di kompresor lebih besar daripada tekanan udara di ban, Anda bisa menggunakan kompresor untuk mengembang ban.

b. Penggunaan penyedot minuman efektif karena tekanan udara di dalam mulut lebih rendah dibandingkan tekanan udara luar yang menekan minuman, dan akibatnya minuman dapat naik ke dalam mulut..

c. Pembuatan lubang pada kaleng susu kental dibuat lebih dari satu, agar saat mengeluarkan susu kental dari kaleng, udara luar akan ikut mendesak susu kental sehingga susu mudah dikeluarkan.

Tekanan Udara dalam Ruang Tertutup

Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara dalam ruang tertutup dinamakan manometer. Manometer ada dua macem, yaitu manometer logam dan manometer zat cair.

a. Manometer logam

Manometer logam digunakan untuk mengukur tekanan pada udara yang sangat tinggi, misalnya pengukuran tekanan gas, tekanan udara dalam ban mobil, dan tekanan tungku pemanas.

Manometer logam ada beberapa macam, antara lain manometer Bourdon, manometer Schaffer dan Boudenberg, dan manometer pegas.

b. Manometer zat cair

Manometer zat cair adalah manometer tipe terbuka. Manometer zat cair memiliki pipa U dengan satu tabung terbuka dan satu tabung tertutup. Cairan di dalam tabung bisa berupa merkuri, alkohol atau air.

Prinsip pengukuran tekanan barometrik pada tabung manometer adalah mengukur perbedaan ketinggian fluida di dalam pipa. Ketika tekanan gas di dalam tabung lebih besar dari tekanan udara luar, maka tinggi permukaan cairan dari tabung terbuka lebih tinggi dari tinggi permukaan cairan dari tabung tertutup.

Besar tekanan gas dalam tabung menometer dapat dihitung dengan rumus:

Pgas = Pbar + h

Keterangan:
Pgas = tekanan gas dalam manometer (cmHg)
Pbar = tekanan uddar luar (cmHg)
h     = tinggi permukaan (cm)

Ketika tekanan udara dalam tabung tertutup kurang dari tekanan pada udara luar, maka tinggi permukaan cairan tabung terbuka lebih rendah dari tinggi permukaan cairan tabung tertutup.

Tekanan udara dalam tabung tersebut dinyatakan:

Pgas = Pbar – h

Keterangan:
Pgas = tekanan gas dalam manometer (cmHg)
Pbar = tekanan udara luar (cmHg)
h     = tinggi permukaan (cm)

Umumnya, cairan yang digunakan pada manometer zat cair adalah air raksa sehingga satuan h adalah cm, mengingat tekanan udara luar diasumsikan 76 cmHg.

Konsep Tekanan Barometrik (Udara) dalam Kehidupan Sehari-hari

Seperti pada tekanan zat padat dan zat cair, berikut beberapa contoh kejadian yang berkaitan dengan tekanan udara (gas).

Angin

Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Ketika tekanan udara di suatu daerah lebih rendah dari biasanya, udara di sekitarnya akan mengelilingi daerah tersebut dan membentuk pusaran angin.

Dalam bentuk angin ini bisa disebut siklon. Ketika pusaran itu dekat dengan penduduk, angin bertiup sangat merusak. Angin juga bisa digunakan nelayan untuk pergi ke laut. Mereka bisa menggunakan angin darat dan laut.

Balon Udara

Balon udara dapat terbang karena massa jenis total dari balon udara lebih rendah daripada massa jenis udara di sekitarnya. Massa jenis balon udara tersebut dikendalikan oleh perubahan temperatur pada udara dalam balon.

Saat bara api memanaskan udara di dalam balon, berat balon menjadi kurang dari gaya ke atas dan balon bergerak ke atas. Gaya ke atas yang diberikan pada balon sama dengan berat udara dingin yang digantikan oleh balon.

Pembuatan Roket Air

Roket air adalah sejenis roket model yang menggunakan air sebagai reaksi massa. Wahana tekan yang berfungsi sebagai mesin roket, baiasanya terbuat dari botol plastik bekas minuman ringan.

Salah satu konsep fisika yang terdapat dalam prinsip kerja dari roket air adalah sifat udara yang memiliki tekanan dan menempati ruang.

Baca Juga: