Mekanika Fluida Day - 3 - Tugas 1

Hari ini saya mengerjakan tugas berupa 6 soal :

1. Jelaskan mekanisme kerja manometer analog

2. Jelaskan mekanisme kerja manometer tipe U (fluida air)

3. Tuliskan hasil pengukuran P1, P2, dan P2 (ketika menggunakan manometer tipe U)

4. Faktor apa yang mempengaruhi tinggi rendahnya tekanan

5. Tuliskan satuan yang ada pada manometer tersebut dan konversi ke dalam satuan SI

6. Buatlah skala tekanan pada manometer tersebut

1. Manometer berfungsi sebagai alat pengukur tekanan gas. Prinsip kerja manometer analog yaitu mengukur perbedaan tekanan antara 2 fluida yang dimasukkan kedalam tabung berbentuk U. Manometer analog dihubungkan ke salah satu ujung dari pipa U yang berisi cairan, yang akan diukur tekanannya.

2. Sebuah tabung berbentuk letter U meripaman bentuk yang umum. Cara kerjanya yaitu Cairan ditempatkan di dalam tabung, biasanya cairan responsif seperti merkuri yang stabil di bawah tekanan. Salah satu ujung tabung U kemudian diisi dengan gas yang akan diukur, biasanya dipompa sehingga tabung bisa disegel di belakangnya. Ujung satunya dibiarkan terbuka supaya mendapat tekanan alami dari luar. Cairan tersebut kemudian diimbangi di bagian bawah U, tergantung tekanan gasnya. Tekanan atmosfer menekan cairan, memaksanya turun dan masuk ke ujung tabung yang tertutup. Gas yang terjebak di ujung yang tertutup juga mendorong ke bawah, memaksa cairan kembali ke sisi lain. Kemudian pengukuran diambil untuk melihat seberapa jauh cairan di ujung yang disegel telah didorong baik di bawah titik cairan di ujung terbuka atau di atasnya. Jika cairannya rata, langsung di kedua tabung, maka tekanan gasnya sama dengan tekanan udara luar. Jika cairan naik di atas level ini di ujung yang disegel, maka tekanan udara lebih berat daripada gas. Jika gas lebih berat daripada udara, maka akan mendorong cairan di ujung yang tertutup rapat di bawah titik yang sama.

3. P1 = 100 mmBar , P2 = 1,5 mmBar, Manometer pipa U = P1 = 1cm, P2 = 1,2 cm

4. Volume = Perubahan volume menyebabkan perubahan tekanan. Hal ini disebabkan karena dengan menyempitnya ruang, molekul yang jumlahnya tetap dipaksa masuk kedalam ruangan yang lebih sempit, jadi molekul cairannya semakin bertumbuk satu sama lain dan menyebabkan peningkatan tekanan, dan berlaku sebaliknya.

Suhu = Perubahan suhu dapat menyebabkan perubahan tekanan. Semakin tinggi suhu, molekul akan bergerak lebih cepat dan tentunya akan bertumbukan lebih cepat pula, dan berlaku sebaliknya. Hal ini sesuai dengan rumus PV=nRT dimana pressure (tekanan) berbanding lurus dengan perubahan suhu.

Kecepatan aliran = Kecepatan aliran dapat menyebabkan perubahan tekanan. Seperti dijelaskan sebelumnya, semakin cepat molekul bergerak maka akan lebih sering bertumbuk. Hal ini dapat dibuktikan dengan menurunkan rumus Q = W, dimana Q = m.c.delta T. Gunakan rumus PV = nRdeltaT kemudian didapat deltaT = PV/nR , lalu substitusikan delta T. Untuk W, gunakan rumus energi kinetik untuk membuktikan.

Gaya (gaya W yang terbentuk akibat adanya massa dan gravitasi) = Suatu tekanan fluida dapat dipengaruhi oleh gaya beban fluida diatasnya.

Reaksi Kimia = Reaksi kimia yang dapat memengaruhi molekul fluida, juga dapat memengaruhi tekanan fluida, karena mol berbanding lurus dengan tekanan (PV = nRT).

5. Satuan pada manometer = mmBAR (milibar), Satuan SI = Pascal, Nilai Konversi = P1 = 10kPa, P2 = 150 Pa

6. Skala Tekanan = 1mmBar = 100Pa