Memang jika kita nemperhatikan lebih cermat, di sekitar kita ada banyak beredar satuan untuk tekanan. Setidaknya penulis menemukan ada 9 , yaitu: N/m2, Atm, cmHg, mmHg, Bar, mBar, torr, kg/cm2 dan Psi. Kenapa satuan- satuan ini beragam? Apa hubungan antar satuan - satuan tersebut dan bagaimana cara melakukan pengubahan dari satu jenis satuan ke jenis yang lain?
Untuk menjelaskan hubungan antar satuan - satuan tersebut penulis mencoba membuat sebuah narasi (mungkin tidak akurat) yang diharapkan dapat menjelaskan posisi masing- masing satuan tersebut.
Penulis mulai narasi ini dengan satuan atm atau atmosfer.
Tekanan sebesar 1 atmosfer adalah kurang lebih sama dengan tekanan udara udara sekitar yang menekan kita ketika berada di daerah pantai. Penetapan daerah pantai sebagai acuan dikarenakan jarak permukaan air laut di mana- mana dianggap sama jika diukur dari titik pusat bumi.
Untuk mengukur besar tekanan udara ini digunakan alat barometer yang awalnya berupa pipa kaca yang diisi dengan air raksa (Hg). Ketika digunakan untuk mengukur tekanan udara di daerah pantai, tinggi kolom air raksa dalam barometer adalah 76 cm. Sehingga dari hasil ini diperoleh kesamaan bahwa
1 atm = 76 cmHg.
Tekanan udara di suatu tempat mempengaruhi arah angin. Di tempat yang tekanannya besar maka udaranya akan bergerak menuju ke daerah yang tekanannya kecil. Perbedaan antar tekanan udara di satu lokasi dan lokasi yang lain dalam kenyataannya jika diukur dalam satuan cmHg mungkin tidak terlalu terlihat jelas, maka digunakanlah satuan yang lebih kecil yang disebut mmHg. Nilai satuan mmHg adalah 1/10 cmHg, dan satuan ini sering disebut torr (Kata "torr" diambil dari nama Evangelista Torricelli, salah seorang ilmuwan yang mempelajari tekanan udara). Dari hal ini, maka dapat disimpulkan bahwa :
1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg = 760 torr
Satuan tekanan dalam SI adalah N/m2. Adakalanya satuan ini disebut juga sebagai Pa (Singkatan dari Pascal, nama seorang ilmuwan yang mempelajari tekanan pada zat cair).
Kita dapat menghubungkan satuan N/m2 dengan satuan atm dengan perantaraan rumus tekanan hidrostatik, Ph=r.g.h . Tekanan udara sebesar 1 atm adalah setara dengan tekanan hidrostatik kolom air raksa setinggi 76 cm. Sehingga jika dianggap massa jenis air raksa 13.600 kg/m3, percepatan gravitasi 9,8 N/Kg dan tinggi kolom air raksa pada barometer 76 cm, maka diperoleh bahwa besar tekanan atmosfer adalah setara dengan 13.600 x 9,8 x0,76 = 101.292,8. Setelah dilakukan banyak pengukuran angka ini sedikit mengalami koreksi dan ditetapkan bahwa 1 atm adalah setara dengan 101.325 N/m2.
Dari hubungan ini maka dapat disimpulkan bahwa:
1 atm
= 76 cmHg = 760 mmHg = 760 torr
= 101.325 N/m2 = 101.325 Pa
Pada tahun 1909 Napier Shaw memperkenalkan sebuah satuan yang disebut Bar atau dalam skala yang lebih kecil dinyatakan sebagai mBar. Satuan ini banyak digunakan dalam cabang ilmu meteorologi. Satuan Bar adalah sama dengan dyne/cm2, sehingga jika dihubungkan dengan satuan N/m2 didapatkan bahwa 1 Bar = 1000 miliBar = 100.000 N/m2. Dari hubungan ini maka dapat disimpulkan bahwa:
1 atm
= 76 cmHg = 760 mmHg = 760 torr
= 101325 N/m2 = 101325 Pa = 1,01325 Bar = 1013,25 mBar
Satuan -satuan di atas banyak digunakan dalam meteorologi. Dalam dunia teknik mesin satuan ini dirasa kurang mewakili besaran yang dikehendaki. Dalam dunia teknik diperlukan data besar gaya yang timbul dari ledakan bahan bakar. Oleh sebab itu dibuatlah satuan baru yaitu kg/cm2. Satuan kg dalam kasus ini bukan satuan massa. Satuan seharusnya adalah kgf (kilogram force) yang besarnya adalah setara dengan 9,8N. Jadi seharusnya satuan tekanan itu ditulis sebagai kgf/cm2! Namun karena masyarakat sudah terlanjur terbiasa dengan satuan kg/cm2 biarlah demikian, namun kita harus mengingat bahwa yang dimaksud kg dalam satuan ini adalah kgf.
Jika kita turunkan dari satuan N/m2, maka 1 Kg/cm2 setara dengan 98066,5 N/m2. Dengan adanya hubungan ini, maka kita dapatkan bahwa :
1 atm
= 76 cmHg = 760 mmHg = 760 torr
= 101325 N/m2 = 101325 Pa = 1,01325 Bar = 1013,25 mBar
= 1,033227 kg/cm2
Bagaimana dengan Psi?
Dalam dunia ini ada 2 sistem satuan yang dominan, yaitu sistem Metrik dan sistem British. Secara umum dunia sains lebih banyak menggunakan satuan Metrik namun sebaliknya dunia teknik lebih banyak menggunakan sistem British.
Dalam sistem British, gaya diukur dalam satuan pound (lbs) dan panjang dalam inchi dimana 1 pound = 4,44822 N dan 1 inchi = 2,54 cm. Jika kita turunkan dari N/m2 maka didapatkan bahwa 1 Pound per Sequare Inchi = 1 Psi adalah setara dengan 6.894,76 N/m2. Dari hubungan ini, maka kita dapatkan :
1 atm
= 76 cmHg = 760 mmHg = 760 torr
= 101325 N/m2 = 101325 Pa = 1,013250 Bar = 1013,25 mBar
= 1,033227 kg/cm2 = 14,695 Psi
Berikut adalah perbandingan dari satuan- satuan tekanan
Dari perbandingan ini dapat kita tarik beberapa kesimpulan:
- Dari semua satuan- satuan di atas, yang nilainya paling besar adalah atm dan yang paling kecil adalah N/m2.
- Nilai 1 kg/cm2 adalah kurang lebih 0,96 atm
- Nilai 1 Bar adalah kurang lebih 0,98 atm
- Nilai 1 atm adalah kurang lebih 14,5 Psi
Demikian sharing saya, semoga bermanfaat dan memberi inspirasi :)
No comments:
Post a Comment