Tekanan merupakan salah satu peristiwa fisika yang punya peranan penting dan menjadi bagian kehidupan makhluk hidup, dan berkaitan dengan gaya. Mari mengenal tentang satuan tekanan serta seluk-beluk konsepnya lewat pembahasan kali ini!
Daftar ISI
Mengenal Lebih Dalam Tentang Tekanan
Tekanan menjadi salah satu materi pokok dalam ilmu sains. Secara sederhana, tekanan merupakan jumlah gaya secara tegak lurus terhadap per satuan luas permukaan.
Tekanan adalah kuantitas yang dapat Anda temukan dalam ilmu fisika, kimia, teknik, dan biologi. Penggunaan suatu tekanan bermanfaat untuk berbagai bidang, maka perlu adanya beberapa satuan tekanan untuk menerangkannya agar Anda dapat mengetahui hubungan antara berbagai jenis satuannya.
Secara sistematis, tekanan (P) dapat Anda tulis sebagai rasio antara gaya (F) yang bekerja pada suatu objek dengan luas permukaan (A) dari gaya tersebut bekerja. Sederhananya, seluruh aspek tersebut membentuk rumus berikut ini.
Jenis-Jenis Satuan Tekanan
Tenyata, tekanan myang terdiri dari tekanan cair, gas dan padat punya beberapa jenis satuan yang digunakan. Nah, berikut ini adalah klasifikasi dari satuan tekanan.
1. Pascal (Pa)
Pascal (Pa) adalah satuan standar tekanan yang berguna untuk mengukur jumlah gaya yang diberikan per satuan luas. Penamaan satuan pascal diambil dari nama Blaise Pascal, seorang matematikawan dan fisikawan Prancis yang mempelopori banyak bidang pengukuran.
Pascal merupakan dasar dalam sistem SI (Satuan Internasional). Pernyataan satuan pascal (Pa) setara dengan gaya satu newton per meter persegi (N/m²), dan juga dapat tertulis dalam joule (J), yang merupakan satuan energi. Apabila satuan tekanan yang telah terbahas di atas terkemas dalam rumus, menjadi:
Turunan umum dari pascal adalah mikropascal, hektopaskal, kilopascal, megapascal, dan gigapascal. Hubungan dari semua turunan umum satuan pacal sebagai berikut:
Pa adalah satuan yang sangat kecil, tetapi mikropascal adalah yang terkecil di antara satuan turunan pascal yang lain. Sementara, kilopascal (kPa) adalah satuan yang lebih banyak digunakan daripada satuan turunan Pascal lainnya.
Contoh penerapannya, seperti dalam sistem pemanas dan pendingin, industri kimia, dan fluida pada alat kerja mesin.
Kuantitas mekanik seperti modulus young, modulus geser, kekuatan tarik, kekakuan ditampilkan dalam kilopascal (kPa) dan megapascal (MPa). Gigapascal (GPa) lebih disukai oleh ahli geofisika karena tekanan di bumi biasanya dalam nilai besar.
Di samping itu, ahli meteorologi menggunakan hektopaskal (hPa) dalam mengukur tekanan udara.
2. Bar
Bar merupakan satuan umum lain untuk mengukur tekanan. Selain itu, satuan ini juga menjadi satuan metrik non-SI dan terdefinisi setara dengan 1 × 10⁵ Pa. Unit turunan bar yang paling umum adalah milibar (mbar), centibar (cbar), decibar (dbar) dan kilobar (kbar). Rumus dasarnya adalah sebagai berikut:
Bar diperkenalkan oleh ilmuwan Norwegia, Vilhelm Friman Koren Bjerknes. Beliau adalah seorang ahli meteorologi terkenal dan berkontribusi pada prediksi cuaca modern.
Sejak saat itu, satuan bar, tepatnya minibar, tetap menjadi satuan yang banyak berguna dalam meteorologi dan oseanografi. Tekanan atmosfer sering diwakilkan dengan (mbar), tetapi beberapa ilmuwan memilih menggunakan hektopaskal (hPa).
3. Atmosfer (atm)
Atmosfer adalah tekanan standar yang terdefinisi sebagai 101,325 Pa. Satuan ini adalah referensi standar yang direkomendasikan oleh National Institute of Standards and Technology (NIST) dan berguna untuk menghitung tekanan udara.
Atmosfer (atm) adalah besaran pengukuran tekanan yang sama dengan tekanan udara rata-rata di permukaan laut pada suhu 15 derajat Celcius. Tekanan atmosfer juga akan turun saat ketinggian dataran semakin meningkat.
4. mmHg atau Torr
Milimeter air raksa (mmHg) adalah satuan tekanan yang umum dan merupakan unit dari alat manometrik berdasarkan cairan air raksanya. Satu milimeter air raksa terdefinisi sebagai tekanan yang diberikan oleh satu milimeter kolom air raksa pada suhu 0 °C.
Satuan mmHg dapat Anda temukan dalam bidang penerbangan, kedokteran, meteorologi, sistem vakum, dan pendinginan. Tekanan darah sebagian besar terukur dengan sphygmomanometer, yang juga merupakan manometer berbasis air raksa.
Sedangkan, Torr adalah satuan tekanan non SI dan penamaannya berasal dari nama fisikawan Italia Evangelista Torricelli yang menemukan barometer air raksa. Penggunaan satuan Torr ini, berguna untuk mengukur lingkungan bertekanan rendah, seperti dalam sistem vakum.
Terdapat perbedaan kecil antara mmHg dan Torr. Perbedaan yang sangat kecil dalam hal ini dapat Anda abaikan untuk tujuan praktis. Sehingga, berikut yang membedakan antara keduanya.
mmHg
- mmHg terdefinisi sebagai tekanan yang diberikan oleh 1 mm kolom air raksa.
- 1 atm ≈ 759.999 891 7 mmHg
Torr
- Torr didefinisikan persis sama dengan 1⁄760 dari satu suasana standar atau atmosfer.
- 1 atm = 760 Torr
Seperti yang Anda lihat dari perbedaan di atas, perbedaannya tidak akan mempengaruhi perhitungan secara praktis.
1 mmHg = 1,000.000.142.466.32 Torr
≈ 1 Torr
5. cm H₂O
Sentimeter air (cmH2O) adalah satuan tekanan yang terhitung dari kolom air. Satu sentimeter air adalah satuan tekanan yang setara dengan satu sentimeter kolom air pada 4°C.
Unit terkait turunannya adalah milimeter air (mm H₂O), kaki air (ft H₂O), inci air (in H₂O). Di bawah ini ilustrasi rumus untuk satuan sentimeter air.
6. Pound per Inci Persegi (psi)
Pound per inci persegi atau pound-force per inci persegi dilambangkan sebagai (psi) atau (lbf in⁻²). Oleh karena itu, terdefisini sebagai gaya satu pound-force pada permukaan satu inci persegi.
Satuan turunannya adalah kilopound per inci persegi (kpsi) dan megapound per inci persegi (Mpsi). Berikut ini ilustrasi rumusnya.
7. kgf/cm²
Atmosfer teknis (at), juga dikenal sebagai kilogram per sentimeter persegi atau kilogram-force per sentimeter persegi (kgfcm⁻²). Artinya adalah gaya 1 kgf (satu kilogram-force) pada permukaan 1 cm². Gram per sentimeter persegi (gfcm⁻²) adalah unit turunannya. Dalam rumus, penjelasannya adalah sebagai berikut:
Tabel Konversi dam Cara Mengkonversi Satuan Tekanan
Tabel konversi di bawah ini menunjukkan hubungan antara beberapa satuan tekanan yang terbagi menjadi satuan dan nilai. Nilai dari isi tabel adalah faktor konversinya. Dalam hal ini, baris pertama dan kolom pertama mewakili satuan dan kolom yang tersisa adalah nilainya.
Tabel Konversi
| Nilai | Pa | bar | atm | psi | kgf/m² | ft (H₂O) | mmHg/Torr |
| Pa | 1 | 10⁻⁵ | 9,869 x 10⁻⁶ | 1,45 x 10⁻⁴ | 0,102 | 0,000335 | 0,0075 |
| bar | 10⁵ | 1 | 0,98692 | 14,503 | 10197,16 | 33,455 | 750,1 |
| atm | 101325,01 | 1,01325 | 1 | 14,696 | 10332,3 | 33,898 | 759,99 |
| psi | 6894,7 | 0,069 | 0,06805 | 1 | 703,06 | 2,306 | 51,715 |
| kgf/m² | 9,806 | 9,81 x 10⁻⁵ | 9,68 x 10⁻⁵ | 0,00142 | 1 | 0,0032 | 0,0735 |
| ft (H₂O) | 2989,06 | 0,02989 | 0,0295 | 0,4335 | 304,799 | 1 | 22,419 |
| mmHg/Torr | 133,32236 | 0,00133 | 0,001315 | 0,0193 | 13,5951 | 0,0446 | 1 |
Contoh Soal untuk Aplikasi Penggunaan Tabel Konversi
Berikut contoh cara menggunakan tabel konversinya.
1. Contoh Soal 1
Ubah 22 bar menjadi atm
Pembahasan
Dari tabel konversi tekanan,
1 bar ≈ 0,98692 atm
Jadi, untuk mengubah 22 bar menjadi atm, kalikan 22 dengan 0,98692, yaitu:
22 bar ≈ 22 × 0,98692 atm
22 bar ≈ 0.021712 atm
Oleh karena itu, satuan tekanan 22 bar kira-kira sama dengan 21,712 atm.
2. Contoh Soal 2
Berapa nilai 5 torr dalam pascal?
Pembahasan
Berdasarkan tabel konversi tekanan,
1 torr ≈ 133.32236 Pascal
Jadi, untuk mengubah 5 torr menjadi pascal, kalikan 5 dengan 133,32236, yaitu,
5 torr ≈ 5 × 133.32236 Pa
5 torr ≈ 666.6118 Pa
Dengan begitu, satuan 5 torr kira-kira sama dengan 666,6118 pascal.
Penerapan Satuan Tekanan dalam Kehidupan
Seperti yang telah disinggung di awal pembahasan, tekanan berperan dalam kehidupan sehari-hari. Melalui contoh nyata berikut ini, kamu dapat membedakan satuan tekanan dalam berbagai peristiwa atau keadaan.
1. Kehidupan Sehari-hari
Tekanan berfungsi dalam pengisian ban kendaraan, di mana tekanan udara dalam ban pengukurannya dalam psi. Tekanan dalam pengisian ban kendaraan berfungsi menjaga performa kendaraan dan keselamatan berkendara.
2. Ilmu Pengetahuan
Dalam ilmu fisika, satuan tekanan berguna untuk menjelaskan fenomena seperti tekanan hidrostatik dalam cairan, tekanan udara dalam meteorologi, dan tekanan atmosfer di permukaan bumi.
3. Tekanan dalam Industri
Dalam industri, tekanan terdapat dalam berbagai aplikasi, termasuk dalam sistem hidrolik dan pneumatik. Contohnya adalah untuk menggerakkan mesin dan alat berat.
4. Kesehatan Manusia
Tekanan darah manusia terukur dalam satuan tekanan mmHg (milimeter raksa) atau dalam satuan pascal.
5. Keseimbangan Benda
Tekanan juga penting dalam menjaga keseimbangan objek. Beberapa contohnya adalah tekanan udara yang mendukung pesawat terbang di udara, serta tekanan hidrostatik yang memungkinkan ikan tetap tenggelam dalam air.
Anda Harus Ahli Memahami dan Mengkonversi Satuan Tekanan!
Pengetahuan tentang berbagai macam satuan tekanan dan nilai faktor konversinya, dapat membantu Anda untuk memahami perbedaan penerapannya serta menunjukkan fungsinya dalam berbagai aspek kehidupan.
