Bab-02-Sat+Dimensi

(1)

DIMENSI & SATUAN

TUJUAN INSTRUKSIONAL

**

Mahasiswa akan mengetahui dan memahami

prinsip

prinsip--prinsip satuan dan dimensi pada operasi

prinsip satuan dan dimensi pada operasi

injinering

**

Mahasiswa akan mampu menggunakan analisis

satuan dan dimensi dalam menyelesaikan soal

injinering (kasus industri pangan)

(2)

••

DIMENSI

: Suatu konsep dasar untuk memberikan

diskripsi kualitatif ttg entitas fisik seperti panjang,

volume, luas, densitas, energi, suhu, gaya, massa,

DIMENSI DAN SATUAN

volume, luas, densitas, energi, suhu, gaya, massa,

waktu, kecepatan, dll.

••

Contoh :

luas [A] = L x L = L

volume [V] = L x L x L = L

dimana L : panjang

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

SATUAN

: Suatu cara untuk menyatakan diskripsi

DIMENSI DAN SATUAN

SATUAN

: Suatu cara untuk menyatakan diskripsi

kuantitatif/besaran entitas fisik

Contoh :

satuan untuk panjang

: m, cm, ft, dll

satuan untuk luas

: m

_{, cm}

_{, dll}

satuan untuk volume

(3)

Ada beberapa sistim satuan

SISTEM SATUAN INJINERING

Paling umum :

-- Sistem Inggris (English System)

Sistem Inggris (English System)

-- Sistem cgs (centimeter, gram, second)

Sistem cgs (centimeter, gram, second)

-- Sistem mks (meter, kilogram, second).

Sistem mks (meter, kilogram, second).

-- Sistem Internasional (SI) atau

Sistem Internasional (SI) atau

(systeme International d’Unite)

(systeme International d Unite)

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Satuan SI mempunyai 7 satuan dasar :

SISTEM SATUAN INJINERING

entitas fisik

nama satuan

simbol

panjang

meter

m

massa

kilogram

kg

waktu

detik (second)

s

arus listrik

amper

A

h

k l i

K

suhu

kelvin

K

jumlah zat

mol

intensitas cahaya

(4)

Panjang, Meter Panjang, Meter

1 M adalah jarak yang ditempuh oleh cahaya untuk merambat 1 M adalah jarak yang ditempuh oleh cahaya untuk merambat melalui ruang hampa selama 1/299792453 detik.

melalui ruang hampa selama 1/299792453 detik.

DEFINISI INTERNASIONAL SATUAN DASAR

Massa, Kilogram Massa, Kilogram

1 kg adalah massa dari suatu model kilogram internasional 1 kg adalah massa dari suatu model kilogram internasional berupa silinder yang terbuat dari paduan platinum

berupa silinder yang terbuat dari paduan platinum--iridium dengan iridium dengan diameter dan tinggi sama dengan 39 mm.

diameter dan tinggi sama dengan 39 mm.

W kt S k /D tik W kt S k /D tik Waktu, Sekon/Detik Waktu, Sekon/Detik

1 s adalah waktu yang diperlukan oleh suatu atom sesium 1 s adalah waktu yang diperlukan oleh suatu atom sesium--133 133 dalam keadaan transisi dengan pancaran gelombang sebanyak dalam keadaan transisi dengan pancaran gelombang sebanyak 9192631770 putaran

9192631770 putaran

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Arus Listrik, Ampere

1 A adalah arus yang

1 A adalah arus yang -- dalam keadaan mengalir melalui dua dalam keadaan mengalir melalui dua konduktor berciri lurus dan sejajar dengan panjang tak terhingga konduktor berciri lurus dan sejajar dengan panjang tak terhingga dan luas penampang yang diabaikan serta ditempatkan pada dan luas penampang yang diabaikan serta ditempatkan pada

DEFINISI INTERNASIONAL SATUAN DASAR

dan luas penampang yang diabaikan serta ditempatkan pada dan luas penampang yang diabaikan serta ditempatkan pada ruang hampa dengan terpisah oleh jarak sepanjang 1 m, ruang hampa dengan terpisah oleh jarak sepanjang 1 m, menghasilkan diantara kedua konduktor pada setiap meter menghasilkan diantara kedua konduktor pada setiap meter panjangnya gaya sebesar 0,2.10

panjangnya gaya sebesar 0,2.10--6 6 _N._N.

Suhu, Kelvin

1K adalah 1/273,17 suhu termodinamis dari air (H

1K adalah 1/273,17 suhu termodinamis dari air (H₂₂O) pada titik O) pada titik bekunya. Pada skala celcius, suhu titik beku air sama dengan 0.01 bekunya. Pada skala celcius, suhu titik beku air sama dengan 0.01oo_C._C. Dalam hal ini 0

Dalam hal ini 0oo_{C=273,16 K}_{C=273,16 K}

Interval skala temperature untuk 1

Interval skala temperature untuk 1oo_{C sama dengan interval skala}_{C sama dengan interval skala} untuk 1 K.

(5)

Intensitas Cahaya, Kandela

1 cd adalah intensitas cahaya dari sumber radiasi sinar 1 cd adalah intensitas cahaya dari sumber radiasi sinar

monokromatik dengan frekuensi 540 Thz (Terahertz) pada arah monokromatik dengan frekuensi 540 Thz (Terahertz) pada arah

DEFINISI INTERNASIONAL SATUAN DASAR

tertentu, dalam keadaan intensitas radiasi sumber cahaya tertentu, dalam keadaan intensitas radiasi sumber cahaya tersebut pada arah ini adalah 1/683 W/sr (watt per steradial) tersebut pada arah ini adalah 1/683 W/sr (watt per steradial) 1 steradial adalah suatu satuan sudut ruang yang mencakup 1 1 steradial adalah suatu satuan sudut ruang yang mencakup 1 m

m22_{luas permukaan bola dengan jari}_{luas permukaan bola dengan jari--jari 1 m. Luas permukaan}_{jari 1 m. Luas permukaan} keseluruhan dari bola ini dapat dituliskan sebagai A

keseluruhan dari bola ini dapat dituliskan sebagai Asp(1m)sp(1m)= 4= 4ππmm22 Sehingga sudut ruang keseluruhan dari steradial adalah = 4 Sehingga sudut ruang keseluruhan dari steradial adalah = 4ππ..

Jumlah Zat, Mol

1 mol adalah banyaknya materi dari suatu zat yang sama dengan 1 mol adalah banyaknya materi dari suatu zat yang sama dengan banyaknya partikel

banyaknya partikel--partikel atom Cpartikel atom C--12 sebanyak 0,012 kg. Macam 12 sebanyak 0,012 kg. Macam dari partikel

dari partikel--partikel harus disebutkan.partikel harus disebutkan.

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Sistem

panjang

panjang waktu

waktu

massa

massa gaya

gaya

energi

energi suhu

suhu

SELAIN SISTEM SI ?

p j g

g y

g

cgs

cm

ss

g

dyne

erg

K,

_C

FPS

_ft

_ss

_lbm

_lbf

_ft.lbf

_R,

_F

(h )

American

ft

ss

lbm

lbf

Btu

_R,

_F

i

* Foot

* Foot--pound

pound--second

second

(hp)

engineering

(6)

Satuan Turunan :

-- kombinasi aljabar dari satuan dasar

kombinasi aljabar dari satuan dasar

-- sering dinyatakan dengan nama khusus

sering dinyatakan dengan nama khusus

SATUAN TURUNAN

Contoh :

Entitas fisik

Entitas fisik satuan

satuan nama khusus

nama khusus simbol

simbol

Gaya

kg.m.s

--22

_Newton

_N

Energi

kg.m

_.s

--22

_Joule

_J

Daya

kg.m

_.s

--33

_(Js

--11

₎₎

_Watt

_W

Beda potensial

W/A

Volt

V

Beda potensial

W/A

Volt

V

Tahanan listrik

V/A

ohm

Ω

Tekanan

Nm

--22

_paskal

_Pa

Frekuensi

s

--11

_herts

_hz

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

CONTOH LAIN SATUAN TURUNAN ???

Besaran

Besaran Nama Satuan SINama Satuan SI Simbol Simbol Satuan Satuan Viskositas

Viskositas Pascal secondPascal second Pa.sPa.s Panas jenis

Panas jenis Joule per kilogram KelvinJoule per kilogram Kelvin J/(kg.K)J/(kg.K) Konduktifitas panas

Konduktifitas panas Watt per meter KelvinWatt per meter Kelvin W/(m.K)W/(m.K) Tegangan permukaan

Tegangan permukaan Newton per meterNewton per meter N/mN/m ...

... dll dll

(7)

FAKTOR KONVERSI DAN FAKTOR SATUAN

Densitas

1 g cm

1 g cm--33_{= 1000 kg m}_{= 1000 kg m}--33_{= 62.428 lbm ft}_{= 62.428 lbm ft}--33_{= 0.0361 lbm in}_{= 0.0361 lbm in}--3 3 1 lbm ft

1 lbm ft--33_{= 16.0185 kg m}_{= 16.0185 kg m}--33

Massa dan Gaya Massa dan Gaya

1 lbm = 16 oz = 0.45359 kg = 453.593 g 1 lbm = 16 oz = 0.45359 kg = 453.593 g

1 kg = 1000g = 0.001 metric ton = 2.20462 lbm = 35.274 oz 1 kg = 1000g = 0.001 metric ton = 2.20462 lbm = 35.274 oz 1 N = 1 kg m s

1 N = 1 kg m s--22_{= 10}_{= 10}55_{dyne = 10}_{dyne = 10}55_{g cm s}_{g cm s}--22_{= 0.22481 lbf}_{= 0.22481 lbf} 1 lbf = 4.448 N = 32.174 lbm ft s

1 lbf = 4.448 N = 32.174 lbm ft s--22

Panjang Panjang Panjang Panjang

1 m = 100 cm = 1000 mm = 10

1 m = 100 cm = 1000 mm = 1066_{m m = 3.2808 ft = 39.37 in = 1.0936 yd}_{m m = 3.2808 ft = 39.37 in = 1.0936 yd} 1 in = 2.54 cm = 25.40 mm = 0.0254 m = 0.0833 ft = 0.02778 yd 1 in = 2.54 cm = 25.40 mm = 0.0254 m = 0.0833 ft = 0.02778 yd 1Å = 10

1Å = 10--1010_{m (not recommended)}_{m (not recommended)}

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Power, Torque, and Energy

1 hp = 550 ft lbf s

1 hp = 550 ft lbf s--11_{= 745.70 W = 0.7457 kW = 0.7068 Btu s}_{= 745.70 W = 0.7457 kW = 0.7068 Btu s}--11 1 W = 1 J s

1 W = 1 J s--11_{= 0 23901 cal s}_{= 0 23901 cal s}--11_{= 3 414 Btu h}_{= 3 414 Btu h}--11_{= 1 341 (10}_{= 1 341 (10}--33_{) hp}_{) hp}

FAKTOR KONVERSI DAN FAKTOR SATUAN

1 W = 1 J s

1 W = 1 J s11_{= 0.23901 cal s}_{= 0.23901 cal s}11_{= 3.414 Btu h}_{= 3.414 Btu h}1 1 _{= 1.341 (10}_{= 1.341 (10}33_{) hp}_{) hp} 1 Btu hr

1 Btu hr--11_{= 0.2931 W = 0.2931 J s}_{= 0.2931 W = 0.2931 J s}--11 1 N m = 1 J = 1 kg m

1 N m = 1 J = 1 kg m22_ss--22_{= 10}_{= 10}77_{dyne cm = 0.7376 ft lbf = 9.486 (10}_{dyne cm = 0.7376 ft lbf = 9.486 (10}--44_{) Btu}_{) Btu} 1 N m = 100 N cm = 141.61 in ozf = 8.85 in lbf = = 0.23901 cal

1 N m = 100 N cm = 141.61 in ozf = 8.85 in lbf = = 0.23901 cal 1 dyne cm = 10

1 dyne cm = 10--77_{N m = 10}_{N m = 10}--55_{N cm}_{N cm}

1 ft lbf = 1 35582 N m = 1 35582 J = 1 2851 (10 1 ft lbf = 1 35582 N m = 1 35582 J = 1 2851 (10--33_{) Btu}_{) Btu} 1 ft lbf = 1.35582 N m = 1.35582 J = 1.2851 (10 1 ft lbf = 1.35582 N m = 1.35582 J = 1.2851 (1033_{) Btu}_{) Btu}

(8)

Pressure and Stress

1 bar = 10

1 bar = 105 5 _{Pa = 14.5038 lbf in}_{Pa = 14.5038 lbf in}--22_{= 0.987 atm = 10.2 m H}_{= 0.987 atm = 10.2 m H}

22O = 33.48 ft HO = 33.48 ft H22OO 1 Pa = 1 N m

1 Pa = 1 N m--22_{= 10 dyne cm}_{= 10 dyne cm}--22_{= 9.8692 (10}_{= 9.8692 (10}--66_{) atm = 7.5 (10}_{) atm = 7.5 (10}--33_{) torr}_{) torr}

FAKTOR KONVERSI DAN FAKTOR SATUAN

1 Pa 1 N m

1 Pa 1 N m 10 dyne cm 10 dyne cm 9.8692 (10 9.8692 (10 ) atm 7.5 (10) atm 7.5 (10 ) torr) torr 1 lbf in

1 lbf in--22_{= 6894.8 Pa = 6.804 (10}_{= 6894.8 Pa = 6.804 (10}--22_{) atm = 6.895 kPa = 2.309 ft H}_{) atm = 6.895 kPa = 2.309 ft H} 22O O 1 dyne cm

1 dyne cm--22_{= 0.10 Pa = 10}_{= 0.10 Pa = 10}--66_{bar = 0.987 (10}_{bar = 0.987 (10}--66_{) atm}_{) atm} 1 atm = 1.01325 (10

1 atm = 1.01325 (1055_{) N m}_{) N m}--22_{= 101.325 kPa = 14.696 psi = 1.013 bar}_{= 101.325 kPa = 14.696 psi = 1.013 bar} 1 atm = 760 mm Hg at 0

1 atm = 760 mm Hg at 0°°C = 33.90 ft HC = 33.90 ft H22O at 4O at 4°°C = 1.01325 (10C = 1.01325 (1066) dyne cm) dyne cm--22 1 atm =

1 atm = 760 torr = 29.921 in Hg @ 0760 torr = 29.921 in Hg @ 0°° CC

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Specific Heat, Thermal Conductivity, and Convection Coefficient Specific Heat, Thermal Conductivity, and Convection Coefficient 1 Btu lbm

1 Btu lbm--11°° °°_F_F--1 1 _{= 4184 J kg}_{= 4184 J kg}--11_K_K--11 1 Btu ft

1 Btu ft--1 1 _h_h--11_{°° F}_F--11_{= 1.730 W m}_{= 1.730 W m}--11_K_K--11 1 Btu ft

1 Btu ft--1 1 _h_h--22_{°° F}_F--11_{= 5.678 W m}_{= 5.678 W m}--22_K_K--11

FAKTOR KONVERSI DAN FAKTOR SATUAN

1 Btu ft

1 Btu ft hh FF 5.678 W m 5.678 W m KK

Viscosity (Absolute or Dynamic, followed by Kinematic) Viscosity (Absolute or Dynamic, followed by Kinematic) 1 P = 1 dyne s cm

1 P = 1 dyne s cm--22_{= 0.1 Pa s = 100 cP = 100 mPa s}_{= 0.1 Pa s = 100 cP = 100 mPa s} 1 Pa s = 1000 cP = 10 P = 1 kg m

1 Pa s = 1000 cP = 10 P = 1 kg m--11_ss--11_{= 1 N s m}_{= 1 N s m}--22_{= 0.67197 lbm ft}_{= 0.67197 lbm ft}--11_ss--11 1 cP = 1 mPa s = 0.001 Pa s = 0.01 P

1 cP = 1 mPa s = 0.001 Pa s = 0.01 P 1 lbm ft

1 lbm ft--11_ss--11_{= 1.4882 kg m}_{= 1.4882 kg m}--11_ss--11_{= 1488.2 cP}_{= 1488.2 cP}

kinematic viscosity (cSt) = absolute viscosity (cP) / density (g cm kinematic viscosity (cSt) = absolute viscosity (cP) / density (g cm--33₎₎

1 cSt = 0.000001 m

1 cSt = 0.000001 m22_ss--11_{= 1 mm}_{= 1 mm}22_ss--11_{= 5.58001 in}_{= 5.58001 in}22_hr_hr--11_{= 0.00155 in}_{= 0.00155 in}2 2 _ss--11 1 St = 100 cSt = 0.0001 m

1 St = 100 cSt = 0.0001 m2 2 _ss--11 1 m

(9)

Volume

FAKTOR KONVERSI DAN FAKTOR SATUAN

1 m

3 3

_{= 10}

_cm

_{= 10}

3 3

_{L (liter) = 264.17 gal (US)}

1 m

_{= 35.3145 ft}

_{= 219.97 gal (UK)}

1 ft

_{= 0.028317 m}

3 3

_{= 7.4805 gal (US) = 28.317 L}

1 ft

_{= 6.2288 gal(UK)}

1 gal (US) = 4 qt = 3.7854 L = 3785.4 cm

_{= 0.8327 gal (UK)}

33 33

1 gal (US) = 0.003785 m

_{= 0.13368 ft}

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

PERPANGKATAN DAN PECAHAN DESIMAL

Pangkat desimal

Pangkat desimal AwalanAwalan LambangLambang 10

101818 _Eksa_Eksa _E_E

101515 _Peta_Peta _P_P

101212 _Tera_Tera _T_T

10 TeraTera TT

1099 _Giga_Giga _G_G

1066 _Mega_Mega _M_M

1033 _Kilo_Kilo _kk

10--11 _Desi_Desi _d_d

10--22 _Senti_Senti _cc

10--33 _Mili_Mili _m_m

10--66 _Mikro_Mikro _υυ

•• Tidak Tidak

diperbolehkan : diperbolehkan : •• menggunakan menggunakan

huruf besar huruf besar sebagai ganti sebagai ganti huruf kecil dan huruf kecil dan

j b lik

10 MikroMikro υυ

10--99 _Nano_Nano _n_n

10--1212 _Piko_Piko _p_p 10

10--1515 _Femto_Femto _ff 10

10--1818 _Ato_Ato _aa

juga sebaliknya juga sebaliknya

•• menggabungkan menggabungkan

awalan awalan--awalanawalan

(10)

KONVERSI SUHU ...1

Titik Didih Air

F

C

212

100 Konversi?

180

32 F

100 C

oo o o

--=

=

K

R

373

672 Titik Beku Air

32

00 ((

F

32 ))

180

100 C

oo o

--=

=

T

_Kelvin_Kelvin

= T

_Celsius_Celsius

+ 273

T

_Kelvin_Kelvin

= (T

_Fahrenheit_Fahrenheit

+ 460) / 1.8

273

492 T

_Kelvin_Kelvin

(T

_Fahrenheit_Fahrenheit

460) / 1.8

T

_Fahrenheit_Fahrenheit

= 1.8 T

_Celsius_Celsius

+ 32

T

_Celsius_Celsius

= (T

_Fahrenheit_Fahrenheit

-- 32) / 1.8

32) / 1.8

00

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Titik Nol Absulut

_{R =}

_F+460

_{K =}

_C+273

-- 460

460 -- 273

273 Titik Beku Air

F

C

212

100 KONVERSI SUHU ...2

Titik Beku Air

32

00 Bagaimana dengan

Δ

T??

ΔΔ

T = 180 F

_{= 100 C}

o o

_{(sering tetap ditulis}

_F

_a

_C)

dib

dib dibaca : dibaca :

perbedaan suhu sebesar 180 skala derajat F = 100 skala derajat C perbedaan suhu sebesar 180 skala derajat F = 100 skala derajat C

jadi :

jadi : Z suatu mikroba = 18 Z suatu mikroba = 18 oo_F_F dalam

(11)

Tekanan = gaya per satuan luas

Tekanan dapat dinyatakan sbg tekanan relatif

a

absolut

Hampa/Vacum Hampa/Vacum

KONVERSI TEKANAN

Hg Hg (densitas, (densitas, ρρ

= 13.6 g.cm = 13.6 g.cm--33₎₎ 50 cm

50 cm

Luas area Luas area

A 1 A 1 33

Gaya ke bawah :

F = m.g

F = V.

ρ.

g

F = A.h.

ρρ

.g

.g ... (1)

... (1)

P = F/A

... (2)

Pelat penutup Pelat penutup

A= 1 cm

A= 1 cm33

( )

(1) dan (2) :

P =

ρρ

.g.h

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

2 2 2

2 3

_cm.sec

g

666400

50cm

sec

cm

980 cm

g

13.6 P

==

2 2

cm.sec

g

666400

P

==

= ... = ...

N m2 N m2

KONVERSI TEKANAN

m

N

66640

P

=

2 2

_1kg.m.s

1N

1m

100cm

1000g

1kg

cm.s

g

666400

P

=

−

Dalam satuan lbf/ft

_{, berapa P?}

... PR

(12)

Ujung

Ujung--terbuka:terbuka:

berhubungan dgn udara/atmosfir berhubungan dgn udara/atmosfir

TEKANAN RELATIF ATAU TEKANAN ABSOLUT??

Ujung

Ujung--tertutup :tertutup : tekanan hampa tekanan hampa

N N₂₂

Air raksa Air raksa

Δ hh _N_N₂₂

Air raksa Air raksa

Δ Δ hh

Manometer ujung

Manometer ujung--terbuka :terbuka :

mengukur tekanan relatif terhadap mengukur tekanan relatif terhadap tekanan atmosfir

tekanan atmosfir

Δ h = menunjukkan tekanan dlm h = menunjukkan tekanan dlm tabung diatas tekanan atmosfir tabung diatas tekanan atmosfir =

= tekanan gage (gauge)tekanan gage (gauge)

Manometer ujung

Manometer ujung--tertutup :tertutup : mengukur tekanan absolut mengukur tekanan absolut

Δ h = menunjukkan tekanan h = menunjukkan tekanan absolut pada tabung absolut pada tabung

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

BAROMETER

vakum

Δ

h

...

_>

menunjukkan

tekanan atmosfir

t k

b

t ik

= tekanan barometrik

(13)

TEKANAN ATMOSFIR STANDARD

Tekanan atmosfir standard = 14.696 psia = 760 mm Hg

Nilai tekanan Atmosfir standar :

1 1 atm

atm

33.91 33.91 ft

ft H

H

₂₂

O

14.7 psia (tepatnya 14.696 psia)

22.92 in. Hg

760 mm Hg

1.013 x 105

1.013 x 105 N.m

N.m

--22

Gunakan nilai tekanan atmosfit standar ini untuk

keperluan konversi

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Tekanan gauge + tekanan barometrik

barometrik = tekanan absolut

HUBUNGAN ANTARA TEKANAN GAGE DAN ABSOLUT

Tekanan atmosfir standar

Tekanan gage = Tekanan gage = tekanan relatif tekanan relatif ((Δ Δ P antara tekanan P antara tekanan

b l t d t k b l t d t k

Tekanan Tekanan absolut absolut

(lebih besar dari atmosfir) (lebih besar dari atmosfir)

Tekanan atmosfir lokal Tekanan atmosfir lokal

Tekanan vakum Tekanan vakum

((ΔΔP antara tekanan atmosfirP antara tekanan atmosfir dan tekanan absoult)

dan tekanan absoult) absolut dan tekanan absolut dan tekanan atmosfir)

atmosfir)

( eb besa da at os ) ( eb besa da at os )

Tekanan Tekanan absolut absolut (lebih kecil dari atmosfir) (lebih kecil dari atmosfir)

Tekanan barometrik Tekanan barometrik

(14)

TEKANAN DAN TINGGI KOLOM CAIRAN

P =

ρρ

gh

dimana

ρρ

= densitas cairan

g = konstanta/percepatan gravitasi

g

p

g

p

g

h = tinggi kolom cairan :

...

_{> sering di”istilah”kan dgn “heads” cairan}

jadi :

ρρ

_Hg_Hg

gh

_Hg_Hg

=

ρρ

_H_H22OO

gh

HH22OO

O O H H

ρρ

h

atau :

22 HgHg

O O H H

Hg Hg

ρρ

h

₂₂

==

Tekanan Udara dan Ketinggian ...???

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Soal (Kerjakan!)

Diketahui :

tekanan barometrik : 730 mm Hg

gas

4 in 4 in H

H₂₂OO

Ditanya :

Berapa tekanan (absolut) gas?

(15)

••

Prinsip Domino

DOMINO DAN ANALISIS DIMENSIONAL

... OK

••

Perhatikan urutan keluar kartu domino

••

Analisis dimensional mengikuti logika yang mirip :

••Fungsi : mempunyai dimensi/satuan yang homogen

Fungsi : mempunyai dimensi/satuan yang homogen

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

FUNGSI : MEMPUNYAI DIMENSI/SATUAN YANG HOMOGEN

Perhatikan ttg konsistensi dimensi dan satuan

Contoh : Persamaan pindah panas

q = hA(T

_ff

--T

T

_w_w

))

q = laju pindah panas (energi/waktu)

h = koef. pindah panas (energi/(waktu.luas area.suhu)

T = suhu

Cek : apakah pers tsb mempunyai dimensi yang homogen?

p

y

y g

g

](K)

T

)[T

[A](m

.K

s.m

.s

kg.m

[h]

ss

.s

kg.m

[q]

ff ww

22 22

22 22 22

--=

=

--](

](

K

))

T

)[T

[A](

m

.K

ss..

m

.s

kg.m

[h]

ss

.s

kg.m

[q]

ff ww

22 22

22 22 22

--=

=

(16)

--[[[[ ]]]]

₌₌₌₌

μμμμ

TENTUKAN SATUAN VISKOSITAS ...

dv

F

Diketahui Hk Newton ttg viskositas

dv

F

−−

1 dy

A

==

μμ

−−

Prinsip

: :

Fungsi

....

_{>mempunyai dimensi/satuan yg homogen}

dy

A

−−

==

μμ

[[ ]]

cm

det

//

cm

dyne

1

2 2

−−

==

μμ

[[ ]]

..

det

cm

det

..

cm

..

g

2 2 2 2 −−

=

μμ

[=] g cm

--11

_det

--11

μμ

[[ ]]

..

det

cm

det

..

cm

..

g

2 2 2 2 −−

=

μμ

--11

= poise

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

CONTOH SOAL 1

••Konversikan 55 mph kedalam ft/s dan km/hr

Konversikan 55 mph kedalam ft/s dan km/hr

••Pemecahan

Pemecahan

1 hr

3600s

5289 ft

_{1 mile}

0.3048 m

_{1 ft}

••

Faktor Satuan

::

ft

1hr

5280ft

mi

••Faktor Konversi : 5280 ft = 1 mi; 1000 m = 1 km;

Faktor Konversi : 5280 ft = 1 mi; 1000 m = 1 km;

0.3048 m = 1 ft; 3600 sec = 1 hr

ss

ft

80.7 3600s

1hr

xx

mi

5280ft

xx

hr

mi

55 55mph

=

==

hr

km

88.5 1000m

km

xx

ft

0,3048m

xx

mi

5280ft

xx

hr

mi

55 55mph

(17)

• Konveyor sabuk bergerak sejauh 3 ft dalam 15 s.

• Cari : kecepatan gerak konveyor dalam satuan

CONTOH SOAL 2

Cari : kecepatan gerak konveyor dalam satuan

m/hr

• Pemecahan :

hr

m

219.4 1hr

3600s

x

3.281ft

1m

x

15s

3ft

V

₌

Catatan :

• Prosedur diatas dapat digunakan secara efektif;

terutama dalam pemecahan soal

• Kunci : latihan dan latihan

Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB

1 g + 3 mg = ?

1 g + 0.003 g = 1.003 g

atau

1000 mg + 3 mg = 1003 mg

CONTOH SOAL 3

7 m + 6 ft = ?

7 m + 6ft(1m/3.281ft) = 8.828 m

atau

7m(3.281ft/1m) + 6 ft = 28.967 ft

10 m + 15 g = ?

(1)

Ujung

Ujung--terbuka:terbuka:

berhubungan dgn udara/atmosfir berhubungan dgn udara/atmosfir

TEKANAN RELATIF ATAU TEKANAN ABSOLUT?? TEKANAN RELATIF ATAU TEKANAN ABSOLUT?? TEKANAN RELATIF ATAU TEKANAN ABSOLUT?? TEKANAN RELATIF ATAU TEKANAN ABSOLUT??

Ujung

Ujung--tertutup :tertutup : tekanan hampa tekanan hampa

N N₂₂

Air raksa Air raksa Δ

Δ hh _N_N₂₂

Air raksa Air raksa

Δ Δ hh

Manometer ujung

Manometer ujung--terbuka :terbuka :

mengukur tekanan relatif terhadap mengukur tekanan relatif terhadap tekanan atmosfir

tekanan atmosfir Δ

Δ h = menunjukkan tekanan dlm h = menunjukkan tekanan dlm tabung diatas tekanan atmosfir tabung diatas tekanan atmosfir =

= tekanan gage (gauge)tekanan gage (gauge)

Manometer ujung

Manometer ujung--tertutup :tertutup : mengukur tekanan absolut mengukur tekanan absolut Δ

Δ h = menunjukkan tekanan h = menunjukkan tekanan absolut pada tabung absolut pada tabung Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

BAROMETER BAROMETER

vakum

Δ h ..._>

menunjukkan tekanan atmosfir

t k b t ik

(2)

TEKANAN ATMOSFIR STANDARD TEKANAN ATMOSFIR STANDARD TEKANAN ATMOSFIR STANDARD TEKANAN ATMOSFIR STANDARD Tekanan atmosfir standard = 14.696 psia = 760 mm Hg Tekanan atmosfir standard = 14.696 psia = 760 mm Hg Nilai tekanan Atmosfir standar :

Nilai tekanan Atmosfir standar : 1

1 atmatm

33.91

33.91 ft ft HH₂₂OO 14.7

14.7 psia (tepatnya 14.696 psia)psia (tepatnya 14.696 psia) 22.92

22.92 in. Hgin. Hg 760

760 mm Hgmm Hg 1.013 x 105

1.013 x 105 N.mN.m--22

Gunakan nilai tekanan atmosfit standar ini untuk Gunakan nilai tekanan atmosfit standar ini untuk keperluan konversi

keperluan konversi

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Tekanan gauge + tekanan barometrikbarometrik = tekanan absolut

HUBUNGAN ANTARA TEKANAN GAGE DAN ABSOLUT HUBUNGAN ANTARA TEKANAN GAGE DAN ABSOLUT HUBUNGAN ANTARA TEKANAN GAGE DAN ABSOLUT HUBUNGAN ANTARA TEKANAN GAGE DAN ABSOLUT

Tekanan atmosfir standar

Tekanan gage = Tekanan gage = tekanan relatif tekanan relatif ((Δ Δ P antara tekanan P antara tekanan

b l t d t k

Tekanan Tekanan absolut absolut

(lebih besar dari atmosfir) (lebih besar dari atmosfir)

Tekanan atmosfir lokal Tekanan atmosfir lokal

Tekanan vakum Tekanan vakum

((ΔΔP antara tekanan atmosfirP antara tekanan atmosfir dan tekanan absoult)

dan tekanan absoult)

absolut dan tekanan absolut dan tekanan atmosfir)

atmosfir)

Tekanan = Nol absolut (vakum sempurna) Tekanan = Nol absolut (vakum sempurna)

( eb besa da at os ) ( eb besa da at os )

Tekanan Tekanan absolut absolut (lebih kecil dari atmosfir) (lebih kecil dari atmosfir) Tekanan barometrik

(3)

TEKANAN DAN TINGGI KOLOM CAIRAN TEKANAN DAN TINGGI KOLOM CAIRAN TEKANAN DAN TINGGI KOLOM CAIRAN TEKANAN DAN TINGGI KOLOM CAIRAN P =

P = ρρghgh

dimana dimana

ρρ = densitas cairan= densitas cairan

g = konstanta/percepatan gravitasi g = konstanta/percepatan gravitasi

g p p g

h = tinggi kolom cairan : h = tinggi kolom cairan :

...

..._{> sering di”istilah”kan dgn “heads” cairan}_{> sering di”istilah”kan dgn “heads” cairan}

jadi : jadi :

ρρ_Hg_Hgghgh_Hg_Hg= = ρρ_H_H22OOghghHH22OO

O O H H

ρρ

h

atau : atau :

22 HgHg

O O H H O

O H H

Hg Hg

ρρ

h

₂₂

==

Tekanan Udara dan Ketinggian ...??? Tekanan Udara dan Ketinggian ...???

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

Soal (Kerjakan!)

Diketahui : Diketahui :

tekanan barometrik : 730 mm Hg tekanan barometrik : 730 mm Hg

gas gas

4 in 4 in H

H₂₂OO

Ditanya : Ditanya :

Berapa tekanan (absolut) gas? Berapa tekanan (absolut) gas?

(4)

•• Prinsip DominoPrinsip Domino

DOMINO DAN ANALISIS DIMENSIONAL DOMINO DAN ANALISIS DIMENSIONAL DOMINO DAN ANALISIS DIMENSIONAL DOMINO DAN ANALISIS DIMENSIONAL

... OK ... OK

••Perhatikan urutan keluar kartu dominoPerhatikan urutan keluar kartu domino

••Analisis dimensional mengikuti logika yang mirip :Analisis dimensional mengikuti logika yang mirip : ••Fungsi : mempunyai dimensi/satuan yang homogenFungsi : mempunyai dimensi/satuan yang homogen

Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

FUNGSI : MEMPUNYAI DIMENSI/SATUAN YANG HOMOGEN FUNGSI : MEMPUNYAI DIMENSI/SATUAN YANG HOMOGEN FUNGSI : MEMPUNYAI DIMENSI/SATUAN YANG HOMOGEN FUNGSI : MEMPUNYAI DIMENSI/SATUAN YANG HOMOGEN

Perhatikan ttg konsistensi dimensi dan satuan Perhatikan ttg konsistensi dimensi dan satuan Contoh : Persamaan pindah panas

Contoh : Persamaan pindah panas q = hA(T

q = hA(T_ff--TT_w_w))

q = laju pindah panas (energi/waktu) q = laju pindah panas (energi/waktu)

h = koef. pindah panas (energi/(waktu.luas area.suhu) h = koef. pindah panas (energi/(waktu.luas area.suhu) T = suhu

T = suhu

Cek : apakah pers tsb mempunyai dimensi yang homogen? Cek : apakah pers tsb mempunyai dimensi yang homogen? pp pp pp yy y gy g gg

](K) ](K) T T )[T )[T [A](m [A](m .K

.K s.m s.m

.s .s kg.m kg.m [h]

[h] ss

.s .s kg.m kg.m [q]

[q] ff ww

22 22

22 22 22

--=

--]( ](KK)) T T )[T )[T [A](

[A](mm .K

.K ss..mm

.s .s kg.m kg.m [h]

[h] ss

.s .s kg.m kg.m [q]

[q] ff ww

22 22

22 22 22

--=

(5)

--[[[[ ]]]]₌₌₌₌ μμμμ

TENTUKAN SATUAN VISKOSITAS ... TENTUKAN SATUAN VISKOSITAS ... TENTUKAN SATUAN VISKOSITAS ... TENTUKAN SATUAN VISKOSITAS ...

dv dv F

Diketahui Hk Newton ttg viskositas Diketahui Hk Newton ttg viskositas

dv dv F

F −−11

dy dy A

A == μμ −− Prinsip

Prinsip: : Fungsi Fungsi ...._{>mempunyai dimensi/satuan yg homogen}_{>mempunyai dimensi/satuan yg homogen}

dy dy A A −− == μμ [[ ]] cm cm det det // cm cm cm cm dyne

dyne 11

2 2

−− ==

μμ

[[ ]] .. detdet cm cm det det .. cm cm .. g g 2 2 2 2 −− = = μμ

μμ[=] g cm[=] g cm--11_det_det--11

μμ

[[ ]] .. detdet cm cm det det .. cm cm .. g g 2 2 2 2 −− = = μμ --11 = poise = poise Purwiyatno

Purwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB

CONTOH SOAL 1 CONTOH SOAL 1 CONTOH SOAL 1 CONTOH SOAL 1

••Konversikan 55 mph kedalam ft/s dan km/hrKonversikan 55 mph kedalam ft/s dan km/hr ••PemecahanPemecahan

1 hr 1 hr 3600s

3600s 5289 ft5289 ft_{1 mile}_{1 mile} 0.3048 m0.3048 m_{1 ft}_{1 ft} ••Faktor SatuanFaktor Satuan ::

ft ft 1hr 1hr 5280ft 5280ft mi mi

••Faktor Konversi : 5280 ft = 1 mi; 1000 m = 1 km; Faktor Konversi : 5280 ft = 1 mi; 1000 m = 1 km;

0.3048 m = 1 ft; 3600 sec = 1 hr 0.3048 m = 1 ft; 3600 sec = 1 hr

ss ft ft 80.7 80.7 3600s 3600s 1hr 1hr xx mi mi 5280ft 5280ft xx hr hr mi mi 55 55 55mph

55mph == ==

hr hr km km 88.5 88.5 1000m 1000m km km xx ft ft 0,3048m 0,3048m xx mi mi 5280ft 5280ft xx hr hr mi mi 55 55 55mph

(6)

• Konveyor sabuk bergerak sejauh 3 ft dalam 15 s. • Cari : kecepatan gerak konveyor dalam satuan

CONTOH SOAL 2 CONTOH SOAL 2

Cari : kecepatan gerak konveyor dalam satuan m/hr

• Pemecahan :

hr m 219.4 1hr

3600s x

3.281ft 1m x

15s 3ft

V ₌ ₌

Catatan :

• Prosedur diatas dapat digunakan secara efektif;

terutama dalam pemecahan soal

• Kunci : latihan dan latihan

Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB

1 g + 3 mg = ?

1 g + 0.003 g = 1.003 g

atau

1000 mg + 3 mg = 1003 mg

CONTOH SOAL 3 CONTOH SOAL 3

7 m + 6 ft = ?

7 m + 6ft(1m/3.281ft) = 8.828 m

atau

7m(3.281ft/1m) + 6 ft = 28.967 ft

10 m + 15 g = ?

...tidak bisa dikerjakan!!!