Berapa tinggi air raksa pada tabung barometer di ketinggian tempat 3.500 m dari permukaan laut

Nilai tekanan udara antara satu tempat dengan tempat lain bisa jadi berbeda. Kondisi ini terjadi karena tekanan udara di suatu tempat dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat. Cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat dapat dilakukan menggunakan rumus P = 76 cmHg ‒ h/100. Di mana h adalah ketinggian suatu tempat yang dinyatakan dalam satuan meter (m).

Salah satu sifat udara adalah menekan ke segala arah yang besar tekanannya dapat dinyatakan dalam sebuah nilai. Sekarang, tekanan udara dalam suatu wadah dapat diukur dengan alat yang disebut barometer atau manometer. Prinsip kerja dari alat ukur tekanan udara adalah sebuah percobaan yang dilakukan oleh Toricelli.

Besar tekanan udara di atmosfer nyatanya dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat. Bagaimana cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat? Bagaimana pengaruh ketinggian suatu tempat terhadap besar/ kecilnya tekanan udara di atmosfer pada suatu tempat dengan ketinggian tertentu?

Melalui halaman ini, sobat idschool dapat mencari tahu bagaimana cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat.

Table of Contents

Hubungan Tekanan Udara dan Ketinggian Suatu Tempat

Hubungan besar tekanan udara di atmosfer dan ketinggian pada suatu tempat pertama kali disampaikan oleh Evangelista Torricelli pada tahun 1643. Percobaan tersebut kini dikenal dengan percobaan Torricelli (Toricelli’s Experiment).

Eksperimen sederhana untuk mengukur tekanan udara yang dilakukan oleh Torricelli menggunakan sebuah tabung kecil dan bejana berisi fluida. Pada awalnya, percobaan dilakukan menggunakan air namun diganti dengan air raksa (Hg) karena molekulnya lebih rapat.

Tabung kecil diisi raksa sampai penuh, begitu juga dengan bejana. Tabung kecil ditutup bagian ujungnya dan dibalikkan secara cepat ke dalam bejana yang berisi raksa.

Dari percobaan tersebut didapat bahwa permukaan raksa dalam tabung turun dan berhenti dan meninggalkan ruang vakum pada bagian atas kolom tabung. Tinggi kolom raksa dalam tabung di atas permukaan raksa dalam bejana adalah 76 cm.

Setelah percobaan dilakukan pada tempat yang memiliki ketinggian berbeda dari permukaan laut. Hasilnya, percobaan menunjukkan terdapat hubungan berbanding terbalik antara tekanan udara dengan ketinggian suatu tempat. Kesimpulan dari percobaan Torricelli adalah besar tekanan udara akan turun 1 cm Hg setiap ketinggian tempat naik 100 m.

Baca Juga: Apa Itu Tekanan Udara dan Faktor Apa Saja yang Mempengaruhi Besar Tekanan Udara

Rumus dan Cara Menghitung Tekanan Udara Jika Diketahui Ketinggian

Berdasarkan percobaan Torricelli yang sudah dibahas di atas dapat disimpulkan dalam sebuah persamaan. Kesimpulan persamaan menyatakan rumus tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat seperti berikut.

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.

Penyelesaian:
Berdasarkan informasi yang diberikan dapat diketahui beberapa nilai besaran berikut.

• Tekanan udara permukaan laut adalah 1 atm = 76 cmHg.
• Ketinggian tempat: h = 400 meter

Cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat h = 400 meter:P = 76 cmHg – (h/100)P = 76 cmHg – (400/100)

P = 76 cmHg – 4 = 72 cmHg

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