Makalah Tekanan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1         Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari baik secara langsung ataupun tidak kita selalu melakukan sesuatu yang berhubungan dengan tekanan. Udara adalah salah satu zat yang berbentuk gas. Gas adalah materi yang encer. Sifat ini di sebabkan Interaksi yang lemah diantara partikel – partikel penyusunnya sehingga perilaku termalnya relatif sederhana. Sebuah gas memiliki volume dan tekanan. Kedua komponen tersebut saling mempengaruhi satu sama lain. Jika volume berubah maka tekanan pun berubah. Begitu pula sebaliknya.

1.2         Tujuan

Sebagai mahasiswa kita harus lebih berkreasi, sehingga dapat berguna bagi masyarakat dan sepatutnya juga kita sebagai mahasiswa mengetahui tentang tekanan dalam termodinamika.

Karya tulis ini disusun dengan tujuan untuk memperoleh gambaran mengenai tekanan, alat yang digunakan dalam mengukur tekanan dan aplikasi tekanan dan kehidupan sehari – hari. Di samping itu, karya tulis ini disusun untuk memenuhi tugas termodinamika.

1.3         Pembatasan Masalah

Masalah tekanan sangatlah luas dan kompleks. Agar pembahasan lebih terarah, karya tulis ini hanya membahas pengertian, hukum tekanan dan alat ukur tekanan. Supaya tidak timbul kesalahpahaman, perlu kiranya dijelaskan pengertian berbagai istilah yang digunakan dalam karya tulis ini.

1.4         Metode Pengumpulan Data

Data yang dikemukakan dalam karya tulis ini diperoleh melalui berbagai berbagai cara. Pertama, dengan membaca buku - buku sumber yang ada hubungannya dengan tekanan. Kedua dengan mencari di internet tentang tekanan.

1.5         Sistematika Penulisan

Karya tulis ini disusun dengan urutan sebagai berikut.

Bab I Pendahuluan,

Menjelaskan latar belakang, tujuan, pembatasan masalah, metode pengumpulan data, dan sistematika penulisan.

Bab II Pembahasan,

Pengertian tekanan, hukum hukum tekanan, alat ukur tekanan dan cara penggunaannya, jenis tekanan.

Bab III Penutup,

Memuat kesimpulan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1         Pengertian Tekanan

Tekanan (P) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A)

 

P : Tekanan dengan satuan pascal ( Pressure )

F : Gaya dengan satuan newton ( Force )

A : Luas permukaan dengan satuan m² ( Area )

Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi. Akan tetapi pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika tekanan ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. (dikutip dari wikipedia : kondensasi). Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan, dengan gaya yang sama akan dapatkan tekanan yang lebih tinggi.

2.2         Alat Ukur Tekanan dan Cara Penggunaan

2.2.1        Absolute Pressure Sensor

Sensor tekanan ini menggunakan referensi nilai nol absolut sebagai titik nol nya, atau dengan kata lain nilai sensor tekanan ini besarnya relatif terhadap tekanan pada kondisi vakum absolut. Dalam standard satuan SI, menggunakan satuan “bar a” yang berarti “bar absolute”.

2.2.2        Gauge Pressure

Sensor tekanan jenis ini pengukurannya relatif terhadap tekanan atmosfir dimana alat tersebut digunakan. Alat ini digunakan pada alat ukur tekanan ban kendaraan bermotor, saat alat ini membaca “nol”, berarti besar tekanan adalah sama dengan tekanan ambient atmosfer.

2.2.3        Vacuum Pressure Sensor

Alat ini digunakan untuk mengukur tekanan sebuah sistem yang bekerja di bawah tekanan atmosfer. Contoh penggunaannya adalah untuk mengukur tekanan sistem kondensor pada siklus Water-Steam PLTU yang harus selalu bekerja di tekanan vakum.

2.2.4        Differential Pressure (DP) Sensor

Alat ini sering juga disebut DP Transmitter, yang digunakan untuk membaca tekanan pada dua sisi sistem yang saling berhubungan. Salah satu contoh penggunaan alat ini adalah pada filter oli, jika nilai DP antara sisi inlet dan outlet terlalu besar maka dapat diindikasikan bahwa kotoran pada filter sudah semakin banyak.

2.2.5        Sealed Pressure Sensor

Jenis ini sama dengan Gauge Pressure Sensor, namun tidak menggunakan tekanan atmosfer sebagai titik acuan. Alat ini menggunakan titik acuan tertentu yang disesuaikan dengan desain sistem yang ada.

2.3         Jenis Tekanan

2.3.1        Tekanan Zat Padat

Tekanan merupakan besarnya gaya yang bekerja per satuan luas. Jika tekanan dilambangkan dengan P, gaya tekan F, dan luas bidang tekan A, maka hubungan antara tekanan, gaya dan luas permukaan adalah :

 

P = tekanan (N/m² = Pa)

F = gaya (N)

A = uas bidang tekan (m²)

Oleh karena dalam SI satuan gaya adalah N, dan satuan luas adalah m², maka satuan tekanan adalah N/m². Satuan tekanan dalam SI adalah Pascal (disingkat Pa). 1Pa = 1 N/m².

2.3.2        Tekanan Zat Cair

Jika kamu amati kondisi air di danau dan di sungai, kamu dapat melihat bahwa air di danau akan lebih tenang dibandingkan air di sungai. Mengapa demikian? Karena air di danau itu diam, sedangkan air di sungai akan terus mengalir. Air mengalir akibat adanya perbedaan tekanan sehingga dapat dikatakan bahwa air sungai memiliki tekanan. Lalu, apakah air danau yang diam dapat dikatakan tidak memiliki tekanan? Ternyata, tidak demikian. Air yang diam pun memiliki tekanan yang disebabkan oleh zat cair yang berada pada kedalaman tertentu, disebut dengan tekanan hidrostatis. Besarnya tekanan hidrostatis bergantung pada ketinggian zat cair, massa jenis zat cair, dan percepatan zat cair.

P = ρ x g h

P = tekanan hidrostatis (N/m² atau Pa)

p= massa jenis zat cair (Kg/m³)

g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s²)

h = tinggi zat cair di atas titik yang diukur (m)

2.4         Hukum – Hukum Tekanan

2.4.1     Hukum Pascal

Blaise Pascal mengemukakan hukum Pascal yang berbunyi: “ Tekanan yang diberikan zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar”

 

Keterangan:

F₁= gaya pada penampang A₁ (N)

A₁=luas penampang 1 (m²)

F₂= gaya pada penampang A₂ (N)

A₂=luas penampang 2 (m²)

2.4.2     Hukum Archimedes

Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkannya. Akibat adanya gaya apung, berat benda dalam zat cair akan berkurang. Benda yang diangkat dalam zat cair akan terasa lebih ringan dibandingkan diangkat di darat. Berat ini disebabkan berat semu dan dirumuskan sebagai berikut:

W_semu = W_benda – Fa

Dengan :

W_semu             = berat benda dalam zat cair (kgm/s²)

W_benda                 = berat benda sebenarnya (kgm/s²)

Fa                  = Gaya Apung (N)

Besarnya gaya apung dirumuskan sebagai berikut :

Fa =  ρ_cair. V_benda. g

Dengan:

 Fa                 = gaya Apung (N)

ρ_cair                 = massa jenis zat cair (kg/m³)

V_benda             = Volume benda (m³)

g                    = gaya gravitasi (9,8 m/s²)

2.4.3     Hukum Boyle

Robert Boyle (1627-1691) telah melakukan penelitian untuk mengetahui hubungan antara tekanan dan volume gas pada suhu yang konstan. Dari hasil penelitiannya, ia menyatakan bahwa: “Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruangan tertutup adalah tetap/konstan”. Secara matematis dapat ditulis:

P.V = konstan atau P₁.V₁=P₂.V₂

Penerapan Hukum Boyle terdapat pada prinsip kerja pompa. Pompa adalah alat yang digunakan untuk memindahkan gas atau zat cair. Berdasarkan prinsip kerja ini, pompa dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu pompa hisap dan pompa tekan.

BAB III

PENUTUP

3.1         Kesimpulan

Tekanan (P) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A), ada beberapa hukum – hukum dari tekanan yaitu hukum pascal, hukum archimedes, hukum boyle. Masing – masing hukum mempunyai kegunaannya masing – masing