Mungkin Anda pernah mengalami situasi di mana pada hari yang cerah, seorang ahli cuaca muncul di televisi dan memprediksi bahwa Anda akan bangun di tengah hujan keesokan paginya. Bagaimana ahli cuaca tersebut bisa begitu yakin tentang perubahan cuaca? Padahal di langit tidak ada awan dan tidak ada laporan badai di sekitar wilayah. Apa yang diketahui oleh ahli cuaca tersebut yang tidak Anda ketahui? Jawabannya sederhana, yaitu ahli cuaca mengetahui bahwa tekanan barometrik sedang turun.
Pertama-tama, tekanan didefinisikan sebagai gaya per luas (p = F/A), yang berarti bahwa tekanan adalah sejumlah gaya yang diberikan pada suatu luas. Satuan dasar untuk tekanan dalam SI Internasional adalah Pascal, di mana 1 Pascal sama dengan 1 Newton per meter persegi (N/m2).
Meskipun mungkin tidak disadari, banyak satuan tekanan yang umum digunakan menunjukkan gaya dan luas dalam namanya. Misalnya, psi adalah gaya pound per inci persegi, atau kgf/cm2 adalah gaya kilogram per sentimeter persegi. Namun, kebanyakan satuan tekanan tidak menggambarkan prinsip ini secara eksplisit di dalam namanya.
Tekanan barometrik dikenal sebagai tekanan absolut. Ketika mengukur tekanan absolut, tekanan yang diukur dibandingkan dengan hampa udara sempurna (absolut), di mana tidak ada molekul udara yang tersisa, dan oleh karena itu tidak ada tekanan. Tekanan yang umumnya diukur disebut sebagai tekanan barometrik atau atmosfer saat ini.
Pengukuran tekanan udara di atmosfer bumi disebut tekanan barometrik atau tekanan atmosfer. Tekanan tercipta oleh molekul gas cair di udara yang menyebar ke segala arah, terutama memberikan tekanan ke bawah pada tanah di Bumi, sehingga mudah diukur. Tekanan udara bertambah besar ketika molekul udara lebih padat terkonsentrasi, dan berkurang ketika molekul lebih menyebar. Oleh karena itu, tekanan barometrik selalu lebih tinggi di permukaan laut dibandingkan di ketinggian gunung tinggi, di mana udara cenderung "lebih tipis" dan kurang padat dengan partikel molekul. Namun, tekanan udara di permukaan laut juga dapat menjadi sangat rendah, terutama selama badai besar seperti angin topan. Seperti yang telah disebutkan, tekanan barometrik adalah tekanan yang dihasilkan oleh berat udara di atas kita. Atmosfer bumi di atas kita mengandung gas, dan meskipun relatif ringan, memiliki bobot karena adanya gravitasi yang menarik molekul gas tersebut.
Ketika menyebutkan "gas", hal itu merujuk pada campuran gas di sekitar kita yang terdiri dari sekitar 78% nitrogen, 21% oksigen, kurang dari 1% argon, dan beberapa gas lainnya. Kepadatan gas semakin menipis saat kita naik ke ketinggian yang lebih tinggi karena jumlah molekul gas semakin sedikit. Lebih kurang 75% dari massa atmosfer terletak di bawah ketinggian sekitar 11 km (6,8 mil, 36.000 kaki), yang merupakan lapisan tebal di permukaan bumi. Perbatasan di mana atmosfer berubah menjadi luar angkasa umumnya dianggap berada sekitar 100 km (62 mil) di atas permukaan bumi.
Satuan tekanan barometrik yang disepakati secara nominal di bumi adalah 101,325 kPa absolut (1013,25 mbar absolut atau 14,696 psi absolut). Ini menghasilkan sekitar 1,03 kilogram gaya per sentimeter persegi (14,7 pound gaya per inci persegi) di permukaan bumi karena berat udara. Namun, dalam praktiknya, tekanan barometrik jarang persis sama dengan nilai nominal karena selalu bervariasi tergantung pada lokasi dan faktor cuaca serta ketinggian.
Sebagai ilustrasi tentang kondisi cuaca: ketika hujan, tekanan barometrik lebih rendah dibandingkan saat cuaca cerah.
Perubahan ketinggian juga mempengaruhi tekanan barometrik. Semakin tinggi Anda berada, semakin rendah tekanan barometrik yang terjadi. Hal ini wajar karena semakin tinggi ketinggian, maka semakin sedikit udara yang ada di atas Anda. Pada ketinggian yang lebih tinggi, jumlah molekul udara juga semakin sedikit, sehingga udara menjadi lebih ringan dibandingkan pada ketinggian yang lebih rendah. Gravitasi juga berkurang pada ketinggian yang lebih tinggi, sehingga tekanan barometrik semakin menurun. Sebenarnya, Anda dapat menggunakan alat pengukur tekanan barometrik untuk mengetahui ketinggian Anda, layaknya cara pesawat terbang mengukur ketinggiannya. Tekanan akan semakin menurun seiring dengan ketinggian yang Anda tempuh, namun tidak selalu secara linear. Ketika berada di luar angkasa, tidak ada tekanan sama sekali karena ruang angkasa merupakan lingkungan hampa tanpa adanya molekul udara.
Para ahli biasanya menggunakan satuan standar dalam mengukur tekanan barometrik dan fluktuasinya, yaitu atmosfer (atm). Di sistem pengukuran Inggris yang umum digunakan di Amerika Serikat, satu atmosfer setara dengan 29,9213 inci (1.013 milibar) merkuri (dalam. Hg). Konversi satuan lainnya termasuk:
1 atm = 760 milimeter air raksa (mmHg)
1 atm = 1.013,25 milibar (mbar)
1 atm = 101.325 pascal (Pa)
1 atm = 1.013,25 hectopascal (hPa)
Semua satuan tersebut menggambarkan jumlah molekul udara yang memberikan tekanan pada benda di sekitarnya. Tekanan berkaitan langsung dengan densitas: semakin padat konsentrasi partikel, semakin tinggi tekanannya, dan sebaliknya. Oleh karena itu, udara yang lebih padat akan menghasilkan pengukuran tekanan barometrik yang lebih tinggi.
Alat ukur tekanan barometrik adalah sebuah instrumen ilmiah yang didesain untuk mengukur tekanan atmosfer. Alat ini pertama kali dikenal pada tahun 1643 ketika seorang penemu asal Italia bernama Evangelista Torricelli mengukur tekanan udara menggunakan sebuah tabung kaca yang berisi air raksa dan terbuka di salah satu ujungnya yang mengarah ke bawah. Tabung tersebut ditempatkan dalam sebuah reservoir yang diisi dengan lebih banyak air raksa.
Alat yang pertama kali ditemukan oleh Torricelli ini (dan alat lainnya yang dikembangkan setelahnya) mengukur tekanan udara berdasarkan perubahan tingkat air raksa. Ketika udara menekan air raksa ke dalam reservoir, gaya tersebut mendorong sebagian air raksa lebih tinggi di dalam tabung kaca. Namun, ketika tekanan turun, gaya yang mendorong air raksa ke atas tabung menjadi lebih sedikit sehingga level air raksa di dalam tabung turun.
Saat ini, para ilmuwan dan ahli meteorologi dapat mengukur tekanan atmosfer tanpa menggunakan alat ukur tekanan atmosfer berbasis air raksa. Mereka menggunakan sensor tekanan kapasitif yang dapat mendeteksi perubahan tekanan dengan memantau fluktuasi kapasitansi listrik atau kemampuan untuk mengumpulkan dan menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik. Alat ini digunakan untuk mendeteksi tekanan udara pada berbagai jenis aplikasi, mulai dari manufaktur industri hingga penerbangan dan meteorologi. Meskipun demikian, alat ukur tekanan atmosfer berbasis air raksa masih sering digunakan.
Pada dasarnya, dengan memantau tekanan barometrik, seseorang dapat memprediksi perubahan cuaca dalam waktu dekat.
Contoh 1
Apabila tekanan barometrik di suatu daerah pada suatu hari adalah 1013 mbar lalu mulai menurun, ini menunjukkan bahwa suhu udara menjadi lebih dingin dan uap air mulai berubah menjadi embun. Awan-awan mulai terbentuk dan kemungkinan hujan akan terjadi.
Contoh 2
Sebaliknya, jika tekanan barometrik meningkat, itu berarti udara menjadi lebih hangat, langit akan bersih, dan cuaca akan cerah.
Contoh 3
Kondisi cuaca yang ekstrim juga dapat diprediksi dengan mengamati tekanan barometrik dan waktu. Jika tekanan turun dengan cepat, maka badai akan segera datang!
Banyak barometer rumah tangga terdiri dari tabung kaca berisi cairan. Namun, sensor tekanan kapasitif digunakan untuk barometer industri atau stasiun cuaca. Sensor ini sangat akurat dan sensitif dengan ketelitian hingga 0,15% dari skala penuh. Keuntungan utama dari sensor kapasitif adalah kemampuannya untuk mengubah pembacaan tekanan menjadi sinyal listrik digital. Ini adalah solusi ideal untuk aplikasi yang memerlukan komunikasi dua arah dengan sensor, berdaya rendah, dan dapat mengirimkan informasi tekanan secara nirkabel kembali ke lokasi pusat.
Alat pengindera tekanan adalah perangkat yang bertanggung jawab dalam mengukur tekanan yang diterapkan pada gas atau cairan, yang kemudian dinyatakan dalam bentuk sinyal listrik. Dengan mengikuti perkembangan terbaru dalam integrasi sistem, kebutuhan akan pengukuran yang akurat dan operasi yang berkelanjutan di semua industri, terutama di industri perawatan kesehatan dan manufaktur, semakin meningkat. Oleh karena itu, integrasi alat pengindera yang aman dan dapat diandalkan sangatlah penting.
Dengan pengalaman yang luas dalam merancang solusi penginderaan tekanan yang inovatif, berdasarkan teknologi kapasitif MEMS, ES Systems telah mengembangkan beberapa keluarga alat pengindera tekanan yang berbeda, baik yang dapat dipasang di papan atau terisolasi. Prinsip desain dan pengukuran yang revolusioner dikombinasikan dengan spesifikasi teknis yang luar biasa, keandalan yang sangat baik, dan harga yang bersaing menjadikan mereka salah satu solusi pengukuran tekanan terbaik di pasar.
Berdasarkan teknologi sistem mikro-elektromekanis (MEMS) kapasitif, alat pengindra kami dapat mengukur tekanan mulai dari kurang dari 0,4 inci kolom air (1 mbar) hingga 14,5K psi (1000 bar), menjadikannya ideal untuk otomatisasi proses industri atau aplikasi teknologi medis khusus.
Sejak lama, manusia telah menggunakan barometer dan pembacaan tekanan barometrik untuk memprediksi cuaca. Aturan sederhana yang berlaku adalah tekanan tinggi menunjukkan cuaca panas dan kering, sedangkan tekanan rendah menunjukkan cuaca dingin dan lembab. Ini disebabkan oleh:
1. Tekanan tinggi menandakan atmosfer yang penuh dengan udara yang berat dan padat. Udara padat tersebut mendorong udara yang lebih dekat ke permukaan, termasuk awan yang sarat kelembaban. Biasanya, tekanan tinggi menghasilkan langit yang cerah, memungkinkan sinar matahari menembus dan menghangatkan permukaan bumi.
2. Tekanan rendah menandakan bahwa udara permukaan dapat bergerak ke atas. Di wilayah dengan tekanan atmosfer rendah, udara di permukaan naik dan membentuk awan. Awan ini menghalangi sinar matahari dan seringkali menghasilkan uap air dalam bentuk hujan dan salju. Tekanan rendah juga dapat menghasilkan angin kencang, karena udara di permukaan bebas bergerak. Terkadang, ketika daerah bertekanan sangat rendah terbentuk di atas lautan, dapat menyebabkan badai.
Masyarakat di Amerika Serikat umumnya menggunakan satuan inci air raksa untuk mengukur tekanan barometrik. Pengukuran ini merujuk pada tinggi kolom merkuri dalam barometer tradisional. Tekanan barometrik standar pada level laut adalah 29,92 inci (1.013 milibar) merkuri, yang juga dapat diukur sebagai 1 atmosfer. Secara umum, kisaran normal untuk tekanan barometrik adalah antara 28,5 (965 milibar) hingga 30,7 inci (1.040 milibar) merkuri.
Para ahli meteorologi telah melihat pembacaan tekanan barometrik yang ekstrem dan keluar dari kisaran normal ini. Pada bulan Desember 1968 di Siberia, sebuah barometer mencatat pembacaan tekanan 32,01 inci (1.084 milibar) merkuri. Pembacaan ini, diambil selama cuaca yang sangat dingin dan kering, dianggap sebagai tekanan barometrik tertinggi yang pernah tercatat.
Di sisi lain, topan Oktober 1979 di atas Pasifik menghasilkan pembacaan tekanan barometrik yang sangat rendah sebesar 25,9 inci (877 milibar) merkuri. Hampir semua pembacaan tekanan barometrik terendah di dunia tercatat saat mengukur angin topan, siklon, dan badai. Untuk memastikan akurasi, pembacaan ini diambil pada permukaan laut. Pembacaan tekanan yang sangat rendah juga terjadi di pegunungan tinggi, di mana udara jauh lebih padat.
Tekanan atmosfer kita berpengaruh secara langsung pada kehidupan kita sehari-hari, mempengaruhi segala hal mulai dari jumlah oksigen yang diambil oleh paru-paru hingga pola cuaca di sekitar kita.
1. Hal ini membantu Anda memahami pola iklim. Tekanan atmosfer berubah setiap hari karena pola angin, suhu udara, dan rotasi bumi. Ketika variabel-variabel ini menciptakan sistem tekanan tinggi, atmosfer menekan lebih dekat ke permukaan bumi, di mana suhunya lebih hangat dan atmosfer dapat mempertahankan kadar uap air yang lebih tinggi menghasilkan hari yang lebih hangat dan lebih cerah. Dalam sistem bertekanan rendah, atmosfer berkumpul lebih tinggi di langit-langit, di mana suhunya lebih dingin dan kurang mampu menahan uap air menghasilkan hari iklim dingin dengan kemungkinan hujan yang lebih tinggi. Dengan demikian, tekanan yang lebih tinggi menandakan iklim yang tenang, sedangkan tekanan atmosfer yang rendah menandakan iklim yang buruk. Ahli meteorologi dan pelaut menggunakan fluktuasi tekanan atmosfer untuk meramalkan kondisi iklim.
2. Ini mempengaruhi kadar oksigen dalam tubuh Anda. Ketidakaturan pernapasan pada ketinggian yang lebih tinggi disebabkan oleh tekanan barometrik yang rendah. Molekul udara pada ketinggian yang rendah (seperti di puncak gunung) kurang padat karena tidak didorong bersama oleh tekanan barometrik, sehingga jumlah molekul oksigen yang dihirup lebih sedikit. Di daerah dengan tekanan udara yang tinggi, seperti di sekitar permukaan laut, paru-paru lebih mudah menyerap oksigen karena adanya gravitasi yang memaksa udara turun ke bawah. Namun, di daerah dengan tekanan rendah, kekuatan yang mendorong oksigen ke arah paru-paru lebih sedikit, sehingga paru-paru mungkin kesulitan untuk menyerapnya. Inilah mengapa pendaki yang melakukan perjalanan ke puncak Gunung Everest atau dataran tinggi lainnya harus melakukannya dengan lambat dan menyesuaikan diri dengan lingkungannya — jika tidak, perubahan tekanan udara dapat mengejutkan tubuh mereka dan paru-paru mereka tidak dapat menyerap oksigen dengan cukup cepat.
3. Tekanan atmosfer dapat berdampak pada percobaan ilmiah. Tekanan atmosfer mempengaruhi berbagai faktor seperti suhu, kelembaban, dan penguapan. Oleh karena itu, para ilmuwan harus mencatat tekanan atmosfer di dalam laboratorium saat melakukan percobaan untuk memastikan bahwa hasilnya dapat direplikasi dengan akurat. Adapun laboratorium yang melakukan percobaan serupa dapat membagikan data pembacaan tekanan atmosfer mereka kepada laboratorium lainnya.
4. Tekanan atmosfer dapat mempengaruhi pembuatan kue. Tekanan atmosfer berdampak secara langsung pada laju penguapan cairan, yang memiliki pengaruh yang signifikan pada proses pemanggangan. Di bawah tekanan atmosfer yang tinggi, penguapan menjadi lebih lambat, yang berarti kue dan roti memerlukan waktu lebih lama untuk mengembang dan membutuhkan waktu lebih lama di dalam oven sebelum matang. Di lingkungan dengan tekanan atmosfer yang rendah, penguapan terjadi lebih cepat, sehingga kue dan roti akan mengembang lebih cepat dan matang lebih cepat.
Tekanan barometrik, juga dikenal sebagai tekanan atmosfer atau tekanan udara, adalah gaya udara yang mengelilingi kita. Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan barometrik disebut barometer. Barometer merkuri adalah salah satu jenis barometer yang paling umum digunakan, di mana ketinggian kolom merkuri yang tepat menyeimbangkan berat kolom atmosfer di atas barometer, dan mewakili tekanan barometrik pada titik tersebut. Pada permukaan laut standar, tekanan barometrik sama dengan 760 mm (29,92 inci) merkuri. Kenaikan tekanan barometrik biasanya menandakan perbaikan cuaca, sedangkan penurunan tekanan barometrik dapat menunjukkan cuaca yang memburuk.
Sindrom gunung atau sindrom ketinggian: Ini mengacu pada sekelompok gejala umum yang terjadi saat melakukan pendakian atau perjalanan ke ketinggian yang lebih tinggi atau terlalu cepat. Pada ketinggian di atas 1.500-3.000 m (5.000-10.000 kaki), tekanannya cukup rendah untuk menyebabkan sindrom ketinggian. Hal ini terjadi terutama ketika seseorang naik terlalu cepat sehingga tubuhnya tidak memiliki waktu untuk beradaptasi atau menyesuaikan diri dengan perubahan tekanan dan kadar oksigen di ketinggian yang semakin tinggi. Gejala yang mungkin timbul antara lain:
- Sakit kepala
- Mual
- Merasa gelisah atau tidak nyaman
- Sesak napas
- Kelelahan atau kelelahan
- Pusing
Apabila tidak diobati, gejala yang muncul dapat memburuk hingga sesak napas yang parah, batuk, muntah, kebingungan, dan hilang kesadaran. Gejala ini muncul karena tekanan barometrik yang menurun membuat jaringan di paru-paru dan otak membengkak (bayangkan spons yang mengecil dan membesar saat ditekan dan dilepaskan) demi mengambil lebih banyak oksigen. Pembuluh darah yang melebar di otak dapat menyebabkan sakit kepala dan pembengkakan otak. Pembengkakan tersebut menekan otak dan mendorongnya ke dalam tengkorak.
Penyakit ketinggian jarang berkembang menjadi bentuk penyakit yang lebih parah yang dikenal sebagai edema serebral ketinggian tinggi (HACE). HACE terjadi ketika pembengkakan otak menjadi sangat parah, menimbulkan sakit kepala yang hebat, kebingungan, lemah, kurang koordinasi, mudah marah, muntah, kejang, koma, dan pada akhirnya kematian jika tidak diobati. Penyakit ketinggian yang parah dapat menyebabkan kapiler (pembuluh darah kecil) di paru-paru membengkak dan bocor. Ini menyebabkan penumpukan cairan di kantung udara paru-paru, yang dikenal sebagai edema paru ketinggian tinggi (HAPE). HAPE sangat mengganggu pertukaran oksigen di paru-paru, yang dapat menyebabkan kesulitan bernapas dan bahkan kematian.
Ketika kita bepergian dengan pesawat terbang, kita dapat dengan mudah merasakan perubahan tekanan barometrik. Walau tekanan di dalam pesawat terbang tetap sama, namun tekanan di luar pesawat terbang menurun ketika pesawat semakin tinggi. Saat pesawat mulai mendarat dan turun ke ketinggian yang lebih rendah, kita terutama merasakan peningkatan tekanan di telinga. Perubahan ini terjadi begitu cepat sehingga telinga kita tidak selalu dapat menyesuaikan dengan cepat.
Kita mungkin juga melihat bahwa cangkir yogurt sedikit membengkak ketika kita berada di udara. Hal ini terjadi karena cangkir tersebut disegel di tanah pada tekanan barometrik normal. Ketika pesawat naik, tekanan di dalam kabin pesawat berkurang, sehingga tekanan di dalam cangkir lebih tinggi dan menyebabkan pembengkakan. Beberapa orang mungkin merasakan perubahan tekanan barometrik di tubuh mereka, seperti sakit kepala atau nyeri pada persendian.
Dalam kesimpulannya, barometrik adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer. Barometrik bekerja berdasarkan perbedaan tekanan udara pada suatu titik dengan tekanan udara pada titik referensi. Ada beberapa jenis barometer yang digunakan, seperti barometer mercury, barometer aneroid, dan barometer elektronik. Barometrik memiliki berbagai macam aplikasi, seperti untuk memprediksi cuaca, navigasi penerbangan, dan kegiatan di industri yang memerlukan pengukuran tekanan atmosfer. Selain itu, barometrik juga digunakan dalam berbagai penelitian ilmiah, seperti penelitian meteorologi, geologi, dan fisika.
Salah satu keuntungan dari penggunaan barometrik adalah kemampuannya untuk memberikan informasi tentang perubahan cuaca dan kondisi atmosfer lainnya. Dalam beberapa kasus, barometrik dapat membantu memperingatkan tentang adanya badai, angin kencang, dan cuaca buruk lainnya. Namun, penggunaan barometrik juga memiliki beberapa kelemahan. Barometrik dapat terpengaruh oleh faktor lingkungan seperti suhu dan kelembaban, yang dapat mengurangi akurasi pengukuran. Selain itu, barometrik juga memerlukan kalibrasi secara berkala agar tetap akurat dalam pengukurannya. Barometrik memiliki peran penting dalam berbagai aplikasi, baik di industri, penelitian, maupun dalam kehidupan sehari-hari. Dalam menggunakannya, perlu diperhatikan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi akurasi pengukuran agar hasil pengukuran dapat lebih presisi dan dapat dipercaya.
Perubahan tekanan atmosfer dapat mempengaruhi kesehatan manusia. Ketika tekanan atmosfer turun, seperti saat terjadi badai atau cuaca buruk lainnya, maka beberapa orang mungkin mengalami sakit kepala, migrain, kelelahan, atau masalah kesehatan lainnya. Di sisi lain, ketika tekanan atmosfer naik, beberapa orang mungkin mengalami kesulitan bernapas atau sakit pada sendi dan otot. Meskipun belum ada penjelasan yang pasti mengenai mekanisme yang memicu efek tekanan barometrik pada kesehatan, namun beberapa teori mengaitkan hal ini dengan perubahan dalam kadar oksigen dan karbon dioksida dalam udara, pengaruh pada sirkulasi darah, serta perubahan pada sistem saraf.
Efek tekanan barometrik dapat mempengaruhi kesehatan manusia terutama pada orang yang sudah memiliki kondisi kesehatan yang melemah seperti gangguan sirkulasi darah, penyakit jantung, atau migrain. Namun, efek ini tidak berlaku untuk semua orang dan dapat dipengaruhi oleh faktor lain seperti tingkat kelembaban, suhu, dan paparan sinar matahari. Untuk mengurangi dampak negatif dari efek tekanan barometrik pada kesehatan, beberapa cara dapat dilakukan seperti memperhatikan kondisi cuaca dan mempersiapkan diri dengan cara yang sesuai, menghindari perubahan suhu yang drastis, serta melakukan olahraga atau kegiatan fisik secara teratur untuk menjaga kesehatan tubuh. Jika gejala yang muncul cukup parah atau berkelanjutan, sebaiknya segera berkonsultasi dengan dokter untuk mendapatkan penanganan yang tepat.
Kesempatan lowongan magang terbaru di tahun 2024
Baca Selengkapnya..