BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Tekanan Udara adalah tekanan pada titik manapun di atmosfer bumi. Umumnya,
tekanan udara hampir sama dengan tekanan hidrostatik yang disebabkan oleh berat udara di
atas titik pengukuran. Massa udara dipengaruhi tekanan udara umum di dalam massa
tersebut, yang menciptakan daerah dengan tekanan tinggi (antisiklon) dan tekanan rendah
(depresi). Daerah bertekanan rendah memiliki massa atmosfer yang lebih sedikit di atas
lokasinya.Daerah bertekanan tinggi memiliki massa atmosfer lebih besar di atas lokasinya.
Dua system tekanan udara yang utama mengontrol cuaca kita. Tekanan tinggi terbentuk
ketika udara dingin turun.Biasanya tekanan tinggi berarti cuacanya kering dan baik panas di
musim panas dan dingin di musim dingin. Tekanan rendah terjadi ketika udara panas naik,
membawa awan hujan dan cuaca yang tidak menentu. Angin bertiup udara bertekanan tinggi
ke yang rendah. Kekuatan angin tergantung pada besarnya perbedaan tekanan.Jika
perbedaannya besar,maka anginnya kuat.
Meningkatnya ketinggian menyebabkan berkurangnya jumlah molekul udara secara
eksponensial. Karenanya, tekanan udara menurun seiring meningkatnya ketinggian dengan
laju yang menurun pula. Alat yang di pakai untuk mengukur tekanan udara dinamakan
barometer . Barometer umum digunakan dalam peramalan cuaca, dimana tekanan udara
yang tinggi menandakan cuaca yang "bersahabat", sedangkan tekanan udara rendah
menandakan kemungkinan badai.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Apa yang dimaksud dengan Barometer ?
2. Apa saja jenis-jenis Barometer?
3. Bagaimana skema alat dan cara kerja Barometer ?
1.3 TUJUAN PENULISAN
1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan Barometer.
2. Mengetahui jenis-jenis Barometer.
1
3. Mengetahui skema alat dan cara kerja Barometer.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 PENGERTIAN BAROMETER
Barometer adalah alat yang di pakai untuk mengukur tekanan udara. Umumnya
barometer digunakan dalam peramalan cuaca, dimana tekanan udara yang tinggi
menandakan cuaca yang "bersahabat", sedangkan tekanan udara rendah menandakan
kemungkinan badai. Barometer merupakan alat pengukur tekanan dalam satuan
mb(millibars).
Istilah 'barometer' diperkenalkan pada 1665-1666 oleh seorang ilmuwan alam dari
Irlandia bernama Robert Boyle. Kata tersebut diturunkan dari istilah Yunani báros yang
berarti 'berat, bobot' dan métron yang berarti 'ukuran', yang berarti ukuran berat udara.
Evangellista Torricelli, merupakan ilmuwan yang dinobatkan sebagai penemu
Barometer ditahun 1643. Meskipun banyak yang menyatakan bahwa Barometer itu sendiri
awalnya bukan ditemukan oleh Torricelli.
Tahun 1630 tepatnya tanggal 23 Juli, Giovanni Battista Baliani memberikan surat
perintah untuk melakukan percobaan kepada Galileo Galilei di atas bukti setinggi 21 meter.
namun percobaannya gagal. Ia menjelaskan bahwa terdapat tekanan vakum pada air. pada
ketinggian tertentu, jumlah titik didih air menjadi lebih tinggi dan tekanan udara lebih
rendah. Seperti halnya seutas tali yang menahan banyak berat badan, Sehingga
percobaannya mengalami kegagalan dalam membuat Barometer.
Berita tersebut tersebar luas, sehingga dari Galileo sampai kepada Aristoteles dan
berakhir di Toriccelli yang juga teman sekelas Galileo. Torricelli mempertanyakan asumsi
dari Aroistoteleh dan galileo bahwa udara tidak memiliki berat lateral. Menurut Toricelli
vakum memiliki berat sehingga ia mampu mendorong kolom air.
Kemudian Torricelli dibantu saran dari Galileo, agar percobaannya berhasil, ia harus
menggunakan cairan yang lebih berat dari air. cairan merkuri atau yang kita serinbg sebut
air raksa adalah solusi yang tepat. Ia memiliki kepadatan lebih baik dari air, sekitar 14 kali
lebih berat dari air.
2
Percobaannya berhasil dan ia dinobatkan sebagai penemu alat ukur tekanan yang
disebut Barometer, dan kemudian disempurnakan oleh Blaise Pascal pada tahun 1646.
2.2 JENIS-JENIS BAROMETER
1. Barometer Air Raksa/Merkuri
Gambar Barometer Air Raksa
Barometer air raksa tersedia dalam berbagai desain, barometer raksa standar terdiri
dari tabung kaca vertikal dengan kolom merkuri di dalamnya. Ujung atas tabung kaca
disegel (tertutup), sedangkan ujung tabung yang lain dibiarkan terbuka dan dibenamkan
dalam wadah yang berisi air raksa.
Ketika tekanan atmosfer turun, kolom merkuri dalam tabung kaca juga turun,
fenomena yang menandakan potensi badai. Saat badai berlalu, level merkuri akan mulai naik
seiring dengan tekanan atmosfer yang juga naik.
Barometer jenis ini secara khas digunakan dalam suatu stasiun pengamatan cuaca
atau laboratorium.
3
Barometer raksa ada dua jenis yaitu wheel barometer dan stick barometer.
2. Barometer Aneroid
Diciptakan pada tahun 1843, barometer aneroid memiliki mekanisme yang rumit untuk
membaca perubahan tekanan atmosfer. Barometer aneroid terdiri dari wadah dan semacam
logam lentur yang dikenal sebagai kapsul aneroid atau sel.
Gambar Barometer Aneroid
Aneroid ini terbuat dari paduan berilium dan tembaga. Wadah kemudian disegel setelah
udara dikosongkan. Ketika kotak logam mengembang atau menyusut karena perubahan
tekanan luar, perangkat dalam barometer menerjemahkannya menjadi pembacaan tekanan
udara.
Barometer baik raksa maupun anaeroid dipengaruhi oleh ketinggian, mengingat
tekanan udara akan berkurang seiring pertambahan ketinggian. sehingga perlu selalu
pensettingan awal.
3. Barometer Air
4
Barometer air juga dikenal sebagai termometer Goethe, terdiri dari wadah kaca tertutup
yang setengah terisi air dan semacam cabang kecil (cerat). Cerat kaca terhubung ke wadah
kaca. Karena saling terhubung, cerat dan wadah kaca akan terisi air.
Gambar Barometer Air
Ketika tekanan atmosfer rendah, level air pada cerat perlahan akan naik melebihi permukaan
air dalam wadah kaca. Bila level air di cerat turun, hal ini berarti tekanan atmosfer berubah
menjadi lebih tinggi.
4. Barograf
Barograf merupakan jenis barometer aneroid, namun tidak hanya melakukan pembacaan
melainkan juga merekam hasil pencatatan selama periode waktu tertentu. Dibuat dari
silinder logam dengan lengan pena, barograf membaca perubahan tekanan atmosfer seperti
barometer aneroid sedangkan lengan pena mencatat hasil pengukuran pada kertas atau
media lain.
5
Barograf, gambar: bukowskismarket.com
Hasil pencatatan ini – dikenal sebagai barogram – memungkinkan para ilmuwan dan ahli
meteorologi untuk mempelajari iklim suatu daerah dalam jangka panjang, bukan hanya
cuaca dalam satu hari.
4. Digital Barometer
Digital Barometer
Modern ini, stasiun cuaca tidak lagi menggunakan barometer konvensional seperti
barometer air atau raksa. Hal ini dikarenakan untuk memperoleh hasil yang lebih akurat,
efektif serta efisien dipergunakanlah barometer digital
6
2.3 SKEMA DAN CARA KERJA ALAT
Meskipun tampak sederhana dengan manfaatnya yang luar bisa, untuk menciptakan
barometer tak semudah dibayangkan. Prosesnya panjang hingga mencapai paripurna dalam
keakuratan mengukur tekanan udara dan prakiraan cuaca. Berikut skema dan cara kerja
beberapa jenis Barometer:
1. Barometer Air Raksa/Merkuri
Bagan barometer raksa
Prinsip kerja dari barometer raksa mengacu pada konsep fisika tentang fluida terutama
bersangkutan dengan tekanan, hukum kontinuitas dan manometer.
Sebuah barometer raksa memiliki tabung kaca dengan ketinggian minimal 84 cm,
ditutup pada salah satu ujungnya, dengan reservoir merkuri mengisi penuh, dan terbuka di
pangkalnya. Berat merkuri menciptakan vakum di bagian atas tabung. Merkuri dalam
tabung menyesuaikan sampai berat merkuri dalam kolom tabung menghasilkan tekanan
atmosfer bekerja pada reservoir.Barometer bekerja dengan menyeimbangkan berat merkuri
dalam tabung gelas terhadap tekanan atmosfer sama seperti satu set timbangan. Jika berat
merkuri kurang dari tekanan atmosfer, tingkat merkuri dalam tabung gelas naik. Jika berat
merkuri lebih dari tekanan atmosfer, tingkat merkuri jatuh/turun.
7
Tekanan atmosfer pada dasarnya adalah berat udara di atmosfer di atas reservoir, sehingga
tingkat merkuri terus berubah sampai berat merkuri dalam tabung gelas persis sama dengan
berat udara di atas reservoir.
Torricelli mencatat bahwa ketinggian air raksa dalam barometer berubah sedikit setiap hari
dan menyimpulkan bahwa ini dikarenakan terjadi perubahan tekanan di atmosfer. Desain
barometer merkuri yang menimbulkan ekspresi tekanan atmosfir dalam inci atau milimeter
atau kaki: tekanan dikutip tingkat tinggi merkuri dalam kolom vertikal. Biasanya, tekanan
atmosfer diukur antara 26,5-31,5 inci Hg. Prinsipnya tekanan atmosfer normal (1 atm)
adalah setara dengan 760 milimeter air raksa.
A. wheel barometer
(a) (b)
Gambar Komponen Eksternal Utama dari wheel barometer
Prinsip kerja wheel barometer adalah peningkatan tekanan udara akan
berpengaruh pada kolom merkuri menyebabkan ketinggian raksa di tuba sebelah kiri
meningkat disebelah kanan menurun.Terdapat pemberat kecil yng mengapung di atas
merkuri,yang mengikuti pergerakan turun naik merkuri ini menyebabkan darongan yang
terhubung pada pointer dimana akan mengidentifikasi kenaikan tekanan.Jika terjadi penurunan
tekanan maka akan terjadi proses sebaliknya,barometer jenis ini sebaiknya diguncang dulu
sebelum digunakan.
B. Stick barometer
8
Gambar 3.3 (a) Cara Kerja stick barometer
Stik barometer mempunyai prinsip kerja sebagai berikut : Barometer jenis ini
dirancang untuk dapat membaca tekanan pada sea level dan juga dapat langsung dibaca oleh
pengguna pada skala yang biasanya tercatat pada stick barometer tersebut, sehingga
memerlukan pengaturan yang lebih rumit dibanding wheel barometer untuk menyesuaikan
dengan ketinggian.Prinsip kerjanya hampir sama dengan wheel barometer karena sama-
sama menggunakan air raksa.
2. Barometer Aneroid
Gambar 3.2 (a) Cara Kerja Aneroid Barometer
Barometer anaeroid, terdiri dari satu kapsul vacum yang bereaksi terhadap
perubahan tekanan udara dan meneruskan pergerakan ringan pada ujung pengungkit B.
Suatu seri kumparan C melanjutkan pergerakan ini pada rantai D, dan mendorong pegas E
kepada pointer F yang disesuaikan. G merupakan tuas yang digunakan untuk mengatur
pointer yang akan dibaca. Barometer ini perlu sedikit pengaturan untuk menyesuaikannya
dengan ketinggian dan level muka laut.
9
3. Barometer air
Sebuah diagram menunjukkan barometer air raksa sederhana, tekanan udara atmosfir
akan menekan permukaan cairan di bawah sehingga tinggi cairan dalam tabung naik.
(a)
Gambar diagram (a)barometer air raksa dalam bentuk sederhana.
2.4 APLIKASI BAROMETER
Dalam kehidupan sehari-hari barometer digunakan stasiun cuaca atau laboratorium
penelitian untuk mengukur tekanan udara disekitar ataupun dalam daerah global. Berikut
aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari:
1) Meteorologi Untuk Mengukur Cuaca
Barometer telah lama digunakan untuk mengukur pola cuaca. Tekanan udara dari tinggi
dan rendah yang bergerak di seluruh dunia berguna dalam menentukan atau memprediksi
seperti apakah cuaca pada waktu tertentu dan pada tanggal tertentu. Hal tersebut merupakan
penggunaan yang paling dasar dari barometer, perangkat ini juga membantu menentukan
apakah akan panas atau dingin, atau menentukan surah hujan pada setiap tanggal tertentu.
2) Penerbangan
Aplikasi dari barometer termasuk perangkat yang dapat membaca tekanan udara yang
melaporkan kecepatan udara pesawat terbang. Sering disebut tabung pitot, perangkat ini
adalah jenis barometer yang merasakan tekanan udara yang bergerak melawan pesawat dan
10
kemudian mengubah bacaan ini menjadi indikator kecepatan udara yang diperkirakan,
kemudian memungkinkan pilot untuk menentukan seberapa cepat mereka bergerak relatif
terhadap udara di sekitar mereka.
Masih dalam perjalanan di udara penggunaan untuk barometer di pesawat atau di tempat
lain adalah sebagai ukuran ketinggian. Karena udara semakin tipis dan ringan pada
permukaan yang lebih tinggi saat bepergian ke atmosfer, barometer dapat berguna untuk
menentukan seberapa tinggi di atas permukaan laut. Barometer yang memiliki fungsi ini
sering disebut altimeter atau ketinggian meter.
3) Sains dan Industri
Kompor, peralatan pengalengan dan ketel uap pun menggunakan aplikasi dari
barometer. Selain itu bagi seorang ilmuwan saat melakukan riset atau penilitian harus
memperhatikan kondisi udara disekitar. Sehingga sangat wajar barometer merupakan alat
yang selalu harus hadir dalam setiap percobaan atau penilitian.
Bukan hanya itu, di bidang farmasi dan industri elektronik, barometer menjadi bagin penting
untuk menjaga kualitas produk yang dihasilkan.
4) Jam Tangan dan Smartphone
Abad 20 menjadi abad yang memukau bagi penciptaan ponsel cerdas. Smartphone menjadi
andalan kita dalam beraktivitas kapanpun dimanapun, termasuk salah satunya aplikasi
Barometer yang bisa diunduh lewat google apps ataupun Apple.
Bahkan jam tangan pun menggunakan digital barometer untuk mengetahui tekanan udara.
Hal ini berfungsi dalam kegiatan sehari-hari dan sangat fleksibel. Termasuk saat kegiatan
menyelam di laut lepas.
2.5 PERHITUNGAN TEKANAN UDARA
Menggunakan persamaan tekanan udara dalam konsep fluida, dimana tekanan
atmosfer berbanding lurus dengan massa jenis fluida, gravitasi dan ketinggian/kedalaman
sepertiberikut: Patm =ρghDengan P=tekanan atmosfer, g=percepatan gravitasi dan h= ketinggian/kedalaman.
11
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Prinsip Kerja barometer didasarkan pada materi termodinamika yaitu tekanan udara akan
berkurang dengan penambahan ketinggian (Patm =ρgh). Ada beberapa jenis Barometer
diantaranya Barometer Air Raksa/Merkuri yang terdiri dari 2 tipe yaitu wheel barometer dan
stick barometer , Barometer Aneroid dan Barometer air
barometer diaplikasikan pada alat Meteorologi Untuk Mengukur Cuaca,
Penerbangan, sains, industry, smartpone jam tangan dll.
3.2 SARAN
Barometer baik raksa, anaeroid ataupun yang lainnya dipengaruhi oleh ketinggian,
mengingat tekanan udara akan berkurang seiring pertambahan ketinggian. sehingga perlu
selalu pensettingan awal sebelum digunakan.
12
DAFTAR PUSTAKA
http://www.quicksilver-barometers.co.uk/barometer%20info.html#wks (Diakses pada 1
Januari 2016)
www.yahoo.com (Diakses pada 1 Januari 2016)
www.google.com (Diakses pada 1 Januari 2016)
http://wwwtekananudara.blogspot.com/2008/11/blog-post.html (Diakses pada 1 Januari
2016)
http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Hg_barometer.PNG (Diakses pada 1 Januari 2016)
13
Top Related