Ketik 'Kata Kunci' yang dicari dalam blog Ayo Sekolah Fisika

Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Soal dan penyelesaian barometer dan manometer


Soal 1: Barometer Toricelli menggunakan raksa, Pascal menambahkannya dengan anggur perancis yang memiliki massa jenis 984 kg/m3. Tentukan ketinggian kolom anggur pada tekanan normal.

Jawab:
Massa jenis raksa, ρ1 = 13.6 × 103 kg/m3 . Tinggi kolom raksa, h1 = 0.76 m
Massa jenis anggur Prancis, ρ2 = 984 kg/m3
Tinggi kolom anggur Prancis = h2
Percepatan gravitasi, g = 9.8 m/s2
Tekanan dalam kedua kolom adalah,
  Tekanan dalam kolom raksa = tekanan dalam kolom anggur
ρ1h1g  =  ρ2h2g
h2 = ρ1h1 / ρ2
= 13.6 × 103 × 0.76 / 984  =  10.5 m
maka tinggi kolom anggur Prancis pada tekanan normal adalah 10.5 m.

Soal 3
Sebuah manometer yang digunakan untuk mengukur tekanan udara. Jika dalam pipa U diisi cairan raksa dengan massa jenis 13,6 g/cm3. Tentukan tekanan udara dalam tabung!


Jawab:
Diketahui: ρraksa = 13,6 g/cm3 = 13600 kg.m-3; h = 5 cm = 5 x 10-2 m dan Patm = 1,05 x 105 Pa, maka
Pudara = Patm + ρgh
Pudara = 1,05 x 105 Pa + (13600 kg/m3)(9,8 m/s2)(0,05 m)
= 1,12 x 105 Pa ≈ 112 kPa

Soal  2:
Sebuah manometer yang digunakan untuk mengukur tekanan udara. Jika dalam pipa U diisi air, tentukan h, jika tekanan udara yang terbaca sekitar 65 kPa!


Jawab:
Diketahui: ρair = 1,0 g/cm3 = 1000 kg.m-3; Pgauge = 65 kPa dan Patm = 1,05 x 105 Pa, maka h = ??
Pudara – Patm  = ρgh
Pgauge = ρgh
65000 Pa = (1000 kg/m3)(9,8 m/s2)(h)
h = 6,63 m


Soal  3:
Manometer merkuri (ρ = 13.600 kg/m3) dihubungkan ke saluran udara untuk mengukur tekanan di dalamnya. Perbedaan ketinggian  manometer adalah 15 mm, dan tekanan atmosfir 100 kPa. Tentukan tekanan absolut di salurannya!

Jawab:
Diketahui: ρraksa = 13600 kg.m-3; h = 15 mm = 5 x 10-2 m dan Patm = 1,05 x 105 Pa, maka
Pudara = Patm + ρgh
Pudara = 1,05 x 105 Pa + (13600 kg/m3)(9,8 m/s2)(0,015 m)
= 1,03 x 105 Pa ≈ 103 kPa

Soal  4:
Perhatikan manometer fluida ganda yang terpasang di pipa udara yang ditunjukkan pada gambar. Jika berat jenis satu cairan adalah 13,55 g/cm3, tentukan massa jenis fluida lainnya tekanan udara yang ditunjukkan mutlak. Ambillah tekanan atmosfer menjadi 100 kPa!



Jawab:
Dimulai dengan tekanan udara di dalam tangki, dan bergerak di sepanjang tabung dengan menambahkan (saat turun) atau mengurangkan (saat naik) sebesar ρgh syarat mencapai permukaan bebas dimana cairan pada tabung yang lainnya terkena  atmosfer, dan hasilnya sama dengan Patm berikan
Pudara + ρ1gh1ρ2gh2 = Patm
PudaraPatm = ρ2gh2ρ1gh1
76 kPa – 100 kPa = ρ2 (9,8 m.s-2)(0,4 m) – (13550 kg.m-3)(9,8 m.s-2)(0,22 m)
5213,8 Pa = 3,92ρ2
ρ2 = 1330,05 kg.m-3 = 1,33 g/cm3

Soal  5:
Pada manometer ganda seperti gambar di bawah ini, diisi cairan air, raiksa, gliserin dan minyak. Tentukan perbedaan tekanan pada titik A dan titik B.

 
Jawab:

PA + ρagh + ρHgghHgρglighgli + ρmghm = PB
PBPA = ρagh + ρHgghHgρglighgli + ρmghm
PBPA = [(1000 kg/m3)(0,6 m) + (13500 kg/m3)(0,2 m) – (1260 kg/m3)(0,45 m) + (880 kg/m3)(0,1 m)] (9,8 m.s-2)
= 27,6 kPa

Soal 6:
Sebuah manometer pada gambar di bawah ini! Jika jarum menunjukkan angka 10,67 kPa dan L = 10 cm, berapa sudut θ yang dibentuk oleh pipa dan horisontal?

Jawab:
Tekanan yang terbaca merupakan besar dari tekanan gauge,
Pgauge = Pudara – Patm = ρraksagh
10670 Pa = (13600 kg/m3)(9,8 m.s-2)h
h = 0,0800 m = 8,0 cm
sin θ = h/L = 8 cm/10 cm
θ = 53,10

Soal 7:

Sebuah manometer membaca tekanan gas di sebuah kandang seperti ditunjukkan pada Gambar (a) Ketika sebuah pompa menghilangkan beberapa gas, manometer membaca seperti pada Gambar (b) Cairan yang digunakan dalam manometer merkuri dan tekanan atmosfer adalah 76 cm air raksa. (A) Berikan tekanan mutlak dan pengukur gas dalam kandang untuk kasus (a) dan (b), dalam satuan cm merkuri. (B) Bagaimana tingkat akan berubah dalam kasus (b) jika 13,6 cm air (bercampur dengan raksa) yang dituangkan ke dalam tungkai kanan manometer? (Abaikan perubahan kecil dalam volume gas).
  
Jawab:
(A) Untuk gambar (a)
tekanan atmosfer, P0 = 76 cm Hg
Perbedaan antara tingkat merkuri dalam dua tungkai memberikan tekanan gauge.
Oleh karena itu, pengukur tekanan adalah 20 cm Hg.
tekanan absolut = Tekanan atmosfer tekanan + tekanan Gauge
= 76 + 20 = 96 cm Hg
Untuk angka (b)
Perbedaan antara ketinggian raksa dalam dua kolom = -18 cm
Oleh karena itu, pengukur tekanan adalah -18 cm Hg.
tekanan absolut = Tekanan atmosfer tekanan + tekanan Gauge
= 76 cm - 18 cm = 58 cm

(B) 13,6 cm air dituangkan ke dalam tungkai kanan gambar (b).
kepadatan relatif merkuri = 13,6 g/cm3.
Oleh karena itu, kolom 13,6 cm air setara dengan 1 cm dari raksa
misalkan h adalah perbedaan antara kolom raksa dalam dua kolom pipa.
Tekanan di tungkai kanan diberikan sebagai:
PR = Tekanan atmosfer + 1 cm Hg
= 76 + 1 = 77 cm Hg ... (i)
Kolom raksa akan naik di tungkai kiri.
Oleh karena itu, tekanan di tungkai kiri, PL = 58 + h ..... (ii)
Menyamakan persamaan (i) dan (ii), kita mendapatkan:
77 = 58 + h
h = 19 cm
Oleh karena itu, perbedaan antara tingkat merkuri dalam dua kolom pipa akan 19 cm.

0 Response to "Soal dan penyelesaian barometer dan manometer"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel