Udara di atmosfer permukaan bumi terdiri dari banyak campuran gas. Beberapa gas yang terdapat di atmosfer permukaan bumi meliputi nitrogen, oksigen, karbon dioksida, dan aneka macam jenis gas lainnya. Salah satu sifat udara adalah menekan ke segala arah. Nilai tekanan udara antara satu tempat dengan tempat lain bisa jadi berbeda. Hal ini dikarenakan adanya beberapa faktor yang mempengaruhi besar atau kecilnya tekanan udara di suatu tempat. Salah satu faktor yang mempengaruhi besar tekanan udara adalah ketinggian suatu tempat. Bagaimana cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat? Melalui halaman ini, sobat idschool akan mempelajari bagaimana pengaruh ketinggian pada besar/kecilnya tekanan udara di suatu tempat.
Hubungan Tekanan Udara dan Ketinggian Suatu Tempat
Besar tekanan di suatu tempat dapat diukur menggunakan sebuah alat yang disebut barometer atau manometer. Besar tekanan udara dapat dinyatakan dalam atmosfer (atm), millimeter kolom air raksa (mmHg), atau milibar (mbar). Hubungan besar tekanan udara dan ketinggian pada suatu tempat pertama kali disampaikan oleh Evangelista Torricelli pada tahun 1643. Percobaan tersebut kini dikenal dengan percobaan Torricelli.
Eksperimen sederhana untuk mengukur tekanan udara yang dilakukan oleh Torricelli menggunakan sebuah tabung kaca kuat dengan panjang sekitar 1 m dengan salah satu ujungnya tertutup. Kemudian, tabung tersebut diisi raksa sampai penuh. Ia menutup salah satu ujung lain dari kolom raksa yang terbuka dengan jempolnya dan membaliknya. Selanjutnya, secara cepat ia melepaskan jempolnya dari tabung dan menaruhnya secara vertikal dalam sebuah bejana berisi raksa.
Dari percobaan tersebut, ia mengamati bahwa permukaan raksa dalam tabung turun dan berhenti ketika tinggi kolom raksa dalam tabung 76 cm di atas permukaan raksa dalam bejana. Percobaan tersebut meninggalkan ruang vakum yang terperangkap di atas kolom raksa.
Percobaan dilakukan pada tempat yang memiliki ketinggian berbeda dari permukaan laut. Hasilnya, percobaan menunjukkan terdapat hubungan antara tekanan udara dan ketinggian suatu tempat. Kesimpulan dari percobaan Torricelli yang diperoleh adalah besar tekanan udara berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat
Inti kesimpulan tersebut adalah semakin tinggi suatu tempat, tekanan udara semakin rendah. Atau lebih spesifiknya, setiap kenaikan 100 m, besar tekanan udara turun 1 cmHg.
Baca Juga: Apa Itu Tekanan Udara dan Faktor Apa Saja yang Mempengaruhi Besar Tekanan Udara
Rumus Tekanan Udara
Berdasarkan percobaan Torricelli yang sudah dibahas di atas, dapat disimpulkan dalam sebuah persamaan. Kesimpulan persamaan ini menyatakan rumus tekanan udara pada suatu ketinggian.
Misalkan diketahui sebuah tempat terukur memiliki ketinggian 400 meter dari permukaan laut. Tekanan udara di permukaan laut sama dengan 1 atm. Besar tekanan udara pada suatu tempat dengan ketinggian 400 meter kemudian dapat diukur dengan rumus tekanan udara di atas.
Perhatikan penyelesaian berikut.
Diketahui:
- Tekanan udara permukaan laut adalah 1 atm = 76 cmHg.
- Ketinggian tempat: h = 400 meter
Menghitung besar tekanan udara pada ketinggia 400 meter:
P = 76 cmHg – (h/100)
P = 76 cmHg – (400/100)
P = 76 cmHg – 4 = 72 cmHg
Jadi, tekanan udara tempat tersebut 72 cmHg.
Baca Juga: Tekanan Hidrostatik dan Tekanan pada Benda Padat
Contoh Soal dan Pembahasan
Berikut ini adalah contoh soal dan pembahasan terkait materi cara menghitung tekanan udara pada ketinggian suatu tempat. Sobat idschool dapat melatih kemampuan dan mengukur kemampuan sobat idschool melalui soal – soal di bawah. Dilengkapi juga dengan pembahasan soal yang dapat sobat idschool gunakan sebagai patokan cara mengerjakan.
Contoh 1 – Hubungan Tekanan Udara dan Ketinggian Suatu Tempat
Perhatikan tabel berikut!
Berdasarkan tabel tersebut pernyataan yang benar mengenai hubungan tekanan udara dengan ketinggian adalah ….
A. ketinggian tempat menghambat tekanan udara
B. semakin rendah tempat maka tekanan udaranya terhambat
C. semakin tinggi tempat maka tekanan udaranya semakin besar
D. semakin tinggi tempat maka tekanan udaranya semakin kecil
Pembahasan:
Percobaan Torricelli menghasilka sebuah kesimpulan bahwa tekanan udara berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat. Kondisi ini juga dapat terlihta jelas pada tabel. Semakin tinggi suatu tempat, besar tekanan udaranya semakin kecil. Jadi, berdasarkan tabel tersebut pernyataan yang benar mengenai hubungan tekanan udara dengan ketinggian adalah semakin tinggi tempat makan tekanan udaranya semakin kecil.
Jawaban: D
Baca Juga: Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Contoh 2 – Soal Mencari Tekanan Udara pada Suatu Ketinggian
Perhatikan gambar berikut!
Pembahasan:
Diketahui:
- besar tekanan udara dari permukaan air laut: P0 = 76 cmHg
- ketinggian daerah P dari permukaan laut: h = 600 meter
Besar tekanan udara pada daerah P adalah
P = 76 – 600/100
P = 76 – 6
P = 70 cmHg
Jawaban: B
Baca Juga: Hukum Archimedes
Contoh 3 – Menentukan Besar Tekanan Udara pada Ketinggian Suatu Tempat
Perhatikan gambar berikut!
Diketahui tekanan udara di kota B adalah 700 mmHg. Tekanan udara di kota A dan C berturut – turut adalah ….
A. 680 mmHg, 730 mmHg
B. 730 mmHg, 680 mmHg
C. 730 mmHg, 750 mmHg
D. 750 mmHg, 730 mmHg
Pembahasan:
Diketahui
- Tekanan udara di Kota B: PB = 700 mmHg = 70 cmHg
- Ketinggian Kota A: hA = 100 mdpl
- Ketinggian Kota C: hC = 600 mdpl
Kesimpulan dari percobaan Toricelli menyatakan bahwa setiap kenaikan 100 m, besar tekanan udara turun 1 cmHg.
Menghitung tekanan udara di Kota A (PA):
PA = 70 cmHg + (400 – 100)/100
PA = 70 cmHg + 300/100
PA = 70 cmHg + 3
PA = 73 cmHg = 730 mmHg
Menghitung tekanan udara di Kota C:
Pc = 70 cmHg – (600 – 400)/100
Pc = 70 cmHg – 200/100
Pc = 70 cmHg – 2
Pc = 68 cmHg = 680 mmHg
Jadi tekanan udara di Kota A dan Kota C berturut – turut adalah 730 mmHg dan 680 mmHg.
Jawaban: B
Demikianlah ulasana cara menghitung tekanan udara pada ketinggian suatu tempat. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.
Baca Juga: Cara Mengukur Tekanan Gas pada Manometer Terbuka
Sumber gini.com
EmoticonEmoticon