Laporan Fisika Manometer.docx

LAPORAN FISIKA MANOMETER AIR

Nama Kelompok: 1. Dewi Safitri 2. Nana Mellina 3. Samsul Arifin

TAHUN AJARAN 2018/2019 SMA NEGERI 1 SUMBER

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 1.1

Latar Belakang

Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya(F) per satuan luas (A). Dimanasatuannya adalah gaya (N)/luas (m 2) N/m2adalah Pa (Pascal).Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairanataugas.Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer. Saat ini atau sebelumnya unit tekanan rakyat adalah sebagai berikut:a. atmosfer(atm) b.manometric unit: o sentimeter, inci, dan milimeter merkuri(torr) o Templat:JangkarTinggi kolom air yang setara, termasuk milimeter(mm H 2 O), sentimeter(cm H 2 O), meter, inci, dan kaki dari airc. adat unit: o tidur, ton-force (pendek), ton-force (lama), pound-force, ons-force,dan poundalinci per persegi o ton-force (pendek), dan ton-force (lama) per inci persegid. non-SI unit metrik: o bar, decibar, milibar o

kilogram-force, atau kilopond, per sentimeter persegi(tekananatmosfer) o gram-force dan ton-force (ton-force metrik) per sentimeter persegi o Barye(dyne per sentimeter persegi) o kilogram-force dan ton-gaya per meter persegi o sthene per meter persegi(pieze) o sthene per meter persegi(pieze) pada dasarnya tekanan dibedakan menjadi beberapa jenis seperti dibawah ini:

a. Tekanan HidrostatisTekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawahair. Tekananini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebutmengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada kedalamancairan di dalam sebuah ruang dangravitasi juga menentukan tekanan airtersebut. Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut: "P = ρgh" dimana ρ adalah masa jenis cairan, g (10 m/s 2 ) adalahgravitasi, dan h adalah kedalamancairan. b. Tekanan Udara atau tekanan atmosferAtmosferadalah lapisan yang melindungi bumi. Lapisan ini meluashingga 1000 km ke atas bumi dan memiliki massa 4.5 x 10 18 kg. Massaatmosfer yang menekan permukaan inilah yang disebut dengan tekananatmosferik. Tekanan atmosferik di permukaan lautadalah 76

cmHg.Tekanan atmosfer adalah tekanan pada titik manapun diatmosfer bumi. Umumnya, tekanan atmosfer hampir sama dengantekanan hidrostatikyangdisebabkan oleh beratudaradi atas titik pengukuran.Massa udaradipengaruhi tekanan atmosfer umum di dalam massa tersebut, yangmenciptakan daerah dengan tekanan tinggi(antisiklon) dan tekanan rendah(depresi). Daerah bertekanan rendah memiliki massa atmosfer yang lebihsedikit di atas lokasinya, di mana sebaliknya, daerah bertekanan tinggimemiliki massa atmosfer lebih besar di atas lokasinya.Meningkatnya ketinggian menyebabkan berkurangnya jumlah molekuludara secara eksponensial. Karenanya, tekanan atmosfer menurun seiringmeningkatnya ketinggian dengan laju yang menurun pula. Berikut adalahrumus pendekatan untuk tekanan atmosfer:,Di mana P adalah tekanan dalam pascaldan h adalah ketinggian dalammeter. Persamaan ini menunjukkan bahwa tekanan pada ketinggian 31 kmasalah sekitar 10 (5-2) Pa = 1000 Pa, atau 1% dari tekanan pada permukaan

laut. Secara kasar, untuk beberapa kilometer di atas permukaan laut, tekanan berkurang 100 hPa per kilometer. 2.2 KerapatanJenis(AirdanAirraksa) Kerapatan atau rapat biasanya merujuk pada ukuran seberaba banyak suatuentitas berada dalam suatu jumlah yang tetap dalam suatu ruang (biasanya dalamruang tiga dimensi)Kerapatan jenis suatu zat merupakan perbandingan berat zat tersebut terhadapvolumenya. Satuan internasional untuk kerapatan jenis adalah N/m 3 . Massa jenis/kerapatan suatu fluida dapat bergantung pada banyak factor sepertitem peratur fluida dan tekanan yang mempengaruhi fluida. Akan tetapi pengaruhnya sangat sedikit sehingga

massa jenis suatu fluida dinyatakan sebagaikonstanta/bilangan tetap.Massa jenis atau rapat massa (ρ) adalah suatu besaran turunan yang diperoleh dengan membagi massa suatu benda atau zat dengan volumnya. Secara matematismassa jenis ditulis:Keterangan: ρ adalah massa jenis; m adalah massa; V adalah volume.Rapat massa air ( air) adalah 1000 kg/m 3 . sedangkan raksa atau mercurymemiliki massa jenis 13.600 kg/m 3 atau 13,6 g/cm 3 . 2.3 Manometer Tabung U Gambar 2.1 Manometer Tabung U

Manometer adalah alat untuk mengukur tekanan fluida pada ke tinggiantertentu. Seperti contoh mengukur tekanan fluida yang mengalir pada pipa.Tkanan P dapat diukur dengan mengukur tinggi H. Manometer adalah alat yangdigunakan secara luas pada audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan didua titik yang berlawan. Jenis manometer tertua adalah manometer kolom cairan.Versimanometer sederhana kolom cairan adalah bentuk pipa U yang diisi cairansetengahnya (biasanya berisi minyak, air atau air raksa) dimana pengukurandilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin terjadi karenaatmosfir) diterpan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian cairanmemperlihatkan tekanan yang diterapkan. Ada tiga tipe utama manometer:1. Manometer satu sisi kolom yang mempunyai tempat cairan besar dari tabungU dan mempunyai skala disisi kolom sempit. Kolom ini dapat menjelaskan perpindahan cairan lebih jelas. Kolom cairan manometer dapat diguna kanuntuk mengukur perbedaan yang kecil diantara tekanan tinggi.2. Jenis membran fleksibel: jenis ini menggunakan defleksi (tolakan) membranfleksibel yang menutup volum dengan tekanan tertentu. Besarnya defleksidari membran sesuai dengan tekanan spesifik.3. Jenis Pipa koil: Sepertiga bagian dari manometer ini menggunakan pipa koilyang akanmengembang dengan kenaikan tekanan. Hal ini disebabkan perputaran dari sisi lengan yang disambung ke pipa. BAB IIIMETODE PRAKTIKUM3.1 Alat 1. Selang plastik yng berisi air digunakan sebagai perpanjangan dariManometer U sehingga fluida lebih mudah diukur.2. Mistar pengukur plastik dalam satuan centimeter digunakan utukmengukur tinggi fluida.3. Manometer U digunakan sebagai tempat fluida. 3.2 Bahan

1. Air untuk mengisi selang.2. Air raksa untuk mengisi manometer. 3.3 Prosedur Pelaksanaan 1. Selang air digerakan ke atas dan ke bawah, sehingga kedudukan air raksa pada manometer sama tinggi, kemudian diukur dan dicatat.2. Selang air digerakan ke atas dan ke bawah, dilakukan berulang sebanyak 6kali. Pada setiap posisi (head) diukur dan dicatat.3. Menghitung tekanan air pada setiap posisi(head), berdasarkan hasil pengukuran pada manometer.4. Membuat matriks perubahan tekanan air dari hasil perhitungan .5. Membuat analisa dari hasil perhitungan yang telah diperoleh. BAB IVHASIL DAN PENGAMATAN4.1 Tabel No.Ketinggian (m)P pipa (kPa)h 1 h 2 H g H a 1 0.014 0 0,014 0.21 -0.150152 0.012 0.001 0,011 0.18 -0.255593 0.011 0.002 0.009 0.16 -0.322384 0.01 0.003 0.007 0.14 -0.39495 0.009 0.004 0.005 0.12 0.455966 0.008 0.005 0.003 0.10 -0.5221. P

Hg = γ raksa x h P air = γ air (h 2 -h a )= 136,4 x 0,014 = 9,81 x (0,21)= 1,9096 kPa = 2,0601 kPaP pipa =

( ) = 136.4 kN/m 3 x 0.014 m – 9,81 kN/m 2 (0.21-0)m= 1.9096 k/m 2 – 2.0601 k/m 2 = - 0.15015 kPa2. P Hg = γ raksa x h P air

= γ air (h 2 -h a )= 136,4 x 0,011 = 9,81 x (0,179)= 1,5004 kPa = 1,755599 kPaP pipa =

( ) = 136.4 kN/m 3 x 0.011m – 9,81 kN/m 2 (0.179)m= 1.5004 k/m 2 – 1.75599 k/m 2 = - 0.25559 kPa3. P Hg = γ raksa x h P air = γ air (h 2 -h

a )= 136,4 x 0,009 = 9,81 x (0,158)

= 1,2276 kPa = 1,54998 kPaP pipa =

( ) = 136.4 kN/m 3 x 0.009 m – 9,81 kN/m 2 (0.137)m= - 0.32238 kPa4. P Hg = γ raksa x h P

air = γ air (h 2 -h a )= 136,4 x 0,007 = 9,81 x (0,1,37)= 0,9548 kPa = 1,34397 kPaP pipa =

( ) = 136.4 kN/m 3 x 0.007 m – 9,81 kN/m 2 (0.21-0)m= 0.9548 k/m 2 – 1.34397 k/m 2 = - 0.3949 kPa5. P Hg = γ raksa x h P air = γ air (h 2

-h a )= 136,4 x 0,005 = 9,81 x (0,116)= 0,682 kPa = 1,13796 kPaP pipa =

( ) = 136.4 kN/m 3 x 0.005 m – 9,81 kN/m 2 (0.116)m= 0.682 k/m 2 – 1.13796 k/m 2 = - 0.45596 kPa6. P Hg = γ raksa x h P air = γ air (h 2 -h a )= 136,4 x 0,003 = 9,81 x (0,095)= 0,4092kPa = 0,93195 kPaP pipa

=

( ) = 136.4 kN/m 3 x 0.003 m – 9,81 kN/m 2 (0.095)m= 0.4092kN/ m 2 – 0.93195 k/m 2 = - 0.522 kPa 4.3 Grafik Grafik 4.1 grafik P Hg terhadap h HgGrafik 4.1 grafik P air terhadap h air 4.3 Pembahasan Berdasarkan dari pengamatan data diatas dapat diketahui bahwa semakintinggi air, maka semakin tinggi pula tekanan. Hal ini terjadi karena massa jenis,tinggi dan gravitas berbanding lulrus dengan tekanan. Atau secara matematisdapat ditulis dalam persamaan seperti ini: 00.511.522.50 . 0 0 3 0 . 0 0 5 0 . 0 0 7 0 . 0 0 9 0 . 0 1 1 0 . 0 1 4 P H g h Hg P Hg (kPa) P Hg (kPa)00.511.522.50 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 1

P a i r h air P Hg (kPa) P Hg (kPa)

P pipa =

(

) Hal tersebut terbukti dengan grafik yang dibuat berdasarkan perbandingantekananterhadap tinggi berrupa garis linier. Hal itu membuktikan bahwa benarsemakin tinggi air maka semakin besar tekananya.Adapun apabila hasil akhir dari tekanan(P) yang berhasil dihitung bernilainegatif, dikarenankan tekanan air raksa lebih kecil dibandingkan dengan tekananair. Sedangkan masa jenis air raksa lebih besar dari pada air. Tidak sama sepertidiketahui pada umumnya yaitu Rapat massa air (air) adalah 1000 kg/m 3 .sedangkan raksa atau mercury memiliki massa jenis 13.600 kg/m 3 atau 13,6g/cm 3 .Pada praktikum terjadi beberapa kesulitan ketika harus menyamakan tinggiair. Kesulitan tersebut bisa terjadi disebabkan oleh keterbatasan alat percobaanyang digunakan seperti fluida yang mengisi manometer U yang terlalu sedikit (airdan raksa) sehingga menyulitkan praktikan dalam membaca skala. Ataupun alatyang sudah rusak. Bisa saja kesalahan ditimbulkan oleh praktikan sendiri yangkurang teliti. Maka dari itu pengukuran diulangi sebanyak enam kali. BAB VKESIMPULAN5.1 Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa kesimpulanseperti dibawah ini:1. Tekanan air dapat dihitung melalui rumus :P air =

( )

2. Setelah dilakukakan perhitungan dari data yang diperoleh tekanan bernilai negatif karena adanya perbedaan tekanan dan massa jenis anataraair dan raksa.3. Semakin tinggi air, maka semakin tinggi pula tekanan 5.2 Saran Sebelum melakukan praktikum ini disarankan agar praktikan terlebih dahulumenguasi materi yang akan dipraktekan agar meminimalisir kesalahan dankebingungan. Selain itu, alat yang digunakan juga harus dalam kondisi baiksehingga tidak menyulitkan praktikan saat praktikum.

DAFTAR PUSTAKA Sistanto, Bambang Aris. 2003. Mekanika Fluida. Universitas Padjadjaran.Gurumuda. 2008. Terdapat pada http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/instrumentasidanpengukuran/manometer/ . Diakses pada tanggal 10 Maret 2011 pukul 19.02WIB.Gurumuda. 2008. Terdapat pada http://kelvahn.blogspot.com/2008/04/tekanan.html

. Diakses padatanggal 10 Maret 2011 pukul 19.05 WIB.Anonim. terdapat padahttp://www.pdfcoke.com/doc/56914242/Lapak-Mekflu-pengaruh-tekanan-airterhadap-tinggi-head-nya