Derajat hidrometer
Skala massa jenis cairan di luar SI · besaran: bobot jenis pada 60 °F
Bursa minyak diatur sedemikian rupa sehingga barang yang berat justru menjadi murah: bitumen dari Athabasca dijual dengan potongan, sedangkan kelas ringan dari Texas dengan tambahan harga, dan seluruh selisih harga itu tertulis dalam kontrak sebagai satu angka saja, yaitu derajat API. Skala mereka berjalan terbalik dari tatanan yang biasa, sebab semakin pekat cairannya, semakin sedikit derajat yang jatuh padanya. Nol jatuh pada cairan yang lebih berat dari air, sementara air sendiri diberi tepat sepuluh.
Pelampung kaca yang sama masih membawa dua skala lain, warisan dari kerajinan lain: ahli kimia membaca derajat Baumé pada tangkainya, sedangkan penyamak kulit dan tukang celup membaca derajat Twaddell. Ketiganya berbicara tentang hal yang sama, yaitu kedalaman alat itu tenggelam dalam cairan, tetapi masing-masing melakukannya dengan angkanya sendiri dan dalam jangkauannya sendiri, dan di luar itu ia hanya diam.
01 · Definisi
Ketiga derajat itu tidak lebih dari bobot jenis yang ditulis ulang, yaitu perbandingan massa jenis cairan terhadap massa jenis air, keduanya diambil pada suhu yang sama, 60 °F. Alatnya dalam ketiga hal itu sama saja, pelampung kaca dengan skala pada tangkai, dan perbedaannya hanya pada rumus mana yang dipakai untuk menoreh skala itu ke kaca.
Hidrometer tenggelam makin dalam bila cairannya makin ringan, karena ia mendesak keluar tepat sebesar beratnya sendiri, dan kedalaman tenggelamnya ternyata sebanding bukan dengan massa jenis, melainkan dengan kebalikannya. Dari sinilah bentuk rumusnya: pada derajat API dan pada cabang ringan Baumé, massa jenis berada di penyebut, sehingga angka bertambah ke arah cairan ringan, sedangkan Twaddell sama sekali tidak punya penyebut — skalanya linear terhadap massa jenis dan dihitung dari air hanya ke atas.
Skala Baumé punya dua cabang, berat dan ringan, dan pada alat selalu tertera cabang mana yang ditoreh. Keduanya bermula dari air, tetapi kemudian berpisah: yang berat menuju asam dan basa, yang ringan menuju alkohol dan bahan bakar. Mengelirukan keduanya lebih mudah daripada yang tampak, dan pada asam pekat kesalahan memilih cabang mencapai sepuluh derajat.
Angka pada skala baru bermakna bersama suhu saat ia dibaca: kaca itu dibagi untuk 60 °F, dan sampel yang hangat pasti memberi massa jenis yang lebih rendah. Dalam perdagangan minyak, koreksinya tidak dikira-kira dengan mata, melainkan diambil dari tabel ASTM D1250 — pembacaan dikembalikan dulu ke enam puluh derajat acuan, barulah volume dan uang dihitung.
Geserlah massa jenisnya: pelampung naik atau tenggelam, dan ketiga skala membaca kedudukannya dengan caranya masing-masing. Masing-masing punya wilayah butanya sendiri, dan di tempat dua skala masih bekerja, yang ketiga sudah tidak menunjukkan apa-apa.
Garis hijau adalah derajat API: mereka turun seiring naiknya massa jenis. Garis jingga adalah derajat Twaddell, yang sebaliknya justru naik. Kedua garis berpotongan di air, tempat API memberi sepuluh dan Twaddell memberi nol, lalu menjauh ke arah yang berlawanan: satu skala dibagi untuk minyak bumi yang lebih ringan dari air, satu lagi untuk asam dan basa yang lebih berat. Alat dengan kedua skala pada satu tangkai tidak dibuat siapa pun, karena jangkauan bersamanya terlalu sempit.
02 · Konversi
Masukkan satu pembacaan, lembar ini akan memberi sisanya
Semua skala bermuara pada satu bobot jenis pada 60 °F, karena itu saling dikonversi dengan tepat. Ketidaktepatan hanya muncul di tempat pembacaan diambil pada suhu lain dan tidak dikembalikan ke acuan menurut tabel.
Modulus cabang berat Baumé diambil berbeda-beda di tiap negara — 144,3, 145 atau 146,3 — sehingga pemilih modulus ditaruh di pengaturan halus lembar ini: pada asam pekat, selisihnya sudah tampak pada angka pertama.
Lima belas setengah derajat Celsius bukan angka bulat dan bukan kehendak siapa pun: itu tepat 60 °F, enam puluh derajat yang akrab pada termometer Amerika, tempat seluruh hitungan minyak bersandar. Sampel yang hangat menunjukkan derajat API lebih banyak daripada yang sebenarnya, dan pada muatan sebesar kapal tanker selisih itu sudah dihitung dengan uang; karena itu pembacaan dikembalikan dulu ke acuan, barulah dikalikan dengan volume.
| Catatan | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Orde besaran
skala logaritmik: dari udara sampai osmium04 · Alat ukur
Dengan apa massa jenis cairan diukur
Pelampung dengan gotri di perutnya dan skala pada tangkai: yang dibaca adalah garis bagi yang berimpit dengan permukaan cairan. Satu alat mencakup pita massa jenis yang sempit, karena itu dijual dalam set enam sampai sembilan buah dalam kotak. Metodenya diuraikan dalam ASTM D1298 dan sampai kini tetap sah pada penerimaan minyak.
Bejana bervolume diketahui ditimbang dalam keadaan kosong dan penuh, sambil ditahan dalam termostat. Di antara cara mekanis inilah yang paling teliti: angka kelima massa jenis diperoleh dengan mantap. Bayarannya adalah waktu, satu sampel memakan sekitar setengah jam — sebagai gantinya, justru dengan piknometer hidrometer itu sendiri ditera.
Tabung bengkok digetarkan pada frekuensi alaminya, dan semakin pekat isinya, semakin lambat ia berayun. Massa jenis dihitung alat itu dari periode getaran dan dikembalikannya sendiri ke 60 °F. Sampel cukup satu mililiter, jawabannya ditunggu setengah menit — di laboratorium alat semacam ini sudah lama menyingkirkan pelampung.
Di jalur pipa massa jenis diperlukan terus-menerus, maka di sana dipasang meter aliran massa: ia menggetarkan dua simpul pipa dan dari puntirannya menentukan sekaligus laju aliran massa dan massa jenis. Derajat API dikeluarkan alat itu seketika, sehingga angkanya masuk ke laporan barang tanpa sampel dan tanpa tangan manusia.
05 · Aturan penulisan
Angka tanpa cabang dan tanpa derajat Fahrenheit tidak berarti apa-apa
Lambang derajat ditaruh di depan huruf dan menempel padanya, sedangkan nilainya dipisahkan dengan spasi. Untuk Baumé cabangnya wajib disebut, berat atau ringan. Pada derajat API suhu boleh dihilangkan hanya karena ia selalu sama, 60 °F; bila sampel diukur pada suhu lain, hal itu disebut tersendiri.
Penulisan ketiga mengelirukan besaran dengan skalanya: massa jenis diukur dalam kilogram per meter kubik, sedangkan derajat API adalah angka tanpa dimensi yang dihitung dari massa jenis. Kesalahan keempat paling sering terjadi di bengkel: asam sulfat 66 °Bé mengandung sekitar 93 % monohidrat, sama sekali bukan 66 %. Persen berimpit dengan derajat hanya pada Brix dan Plato, tempat skalanya memang dirancang begitu.
06 · Satuan tetangga
Menurut maknanya, berdekatan adalah semua skala yang menuliskan ulang massa jenis menjadi angka yang nyaman bagi bidangnya: gula dihitung menurut Brix, sari anggur menurut Oechsle, minyak menurut API — dan di bawah semuanya terletak satu bobot jenis tanpa dimensi yang sama.
skalanya berjalan terbalik
dua cabang dari air
linear terhadap massa jenis
Di antara lembar-lembar Simetrium yang paling dekat adalah massa jenis dalam kg/m³, yang menjadi muara ketiga skala, derajat Brix dan derajat Plato beserta tabel gulanya, barel, tempat minyak dihitung menurut volume, dan barel setara minyak, tempat kalor pembakaran ditambahkan pada volume.
07 · Bagian sejarah
Garam, kulit dan minyak bumi
Antoine Baumé membagi tangkai itu menurut dua titik: air murni memberinya nol, dan larutan lima belas bagian garam dalam delapan puluh lima bagian air memberinya lima belas. Jarak antara kedua tanda itu dibaginya rata, dan jadilah skala yang langsung diterima para apoteker.
Tukang Skotlandia William Twaddell tidak memerlukan rumus: ia menetapkan satu derajat sama dengan lima perseribu massa jenis, sehingga tidak ada lagi yang perlu dihitung. Larutan pemutih dan penyamak dijaga dalam pita sempit di atas air, dan penyamak kulit serta orang tekstil masih berbicara dalam derajat Twaddell sampai hari ini.
Hidrometer minyak Amerika selama berpuluh tahun dibagi dengan modulus 141,5, padahal rumus Baumé menuntut 140. Biro Standar, setelah menemukan ketidakcocokan itu, lebih memilih tidak membuat ulang kacanya melainkan mengesahkannya — begitulah skala API lahir.
Massa jenis di laboratorium sudah lama diambil dengan tabung bergetar, dan di pipa dengan meter aliran massa, tetapi kontrak minyak tetap ditulis dalam derajat API, dan tambahan harga untuk kelas ringan pun dihitung menurutnya. Skala itu hidup lebih lama daripada alatnya sendiri: angkanya tetap sama, sedangkan pelampung sudah tidak ada lagi dalam rantai ini.
Satuan yang tidak punya standar benda, dan nolnya pun tidak pada tempatnya
Derajat API sendiri tidak bisa ditera: yang ditera adalah alat ukur massa jenis, sedangkan derajat keluar dari massa jenis menurut rumus. Dalam rantai ini yang harus diperiksa ada dua besaran, massa jenis dan suhu, dan yang kedua lebih berat timbangannya daripada yang pertama. Minyak yang hangat lebih ringan, derajatnya keluar lebih banyak, jadi menurut kontrak ia lebih mahal; karena itu suhu sampel dicatat bersama pembacaan, dan koreksinya diambil dari tabel, bukan dihitung di kepala.
Nol skala ini tidak berdiri di air, melainkan di massa jenis 1,076, di tempat air sudah lama tertinggal di belakang. Begitulah yang ditetapkan rumus yang dirancang untuk cairan lebih ringan dari air: nolnya jatuh di luar segala makna fisika. Kelas-kelas berat masuk ke derajat negatif, dan tanda minus dalam laporan barang tampak aneh, tetapi dianggap sepenuhnya biasa.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan besaran di luar sistem yang tanpanya teknik maupun penanggalan tidak akan berjalan.