Pascal
Satuan turunan SI · besaran: tekanan, tegangan mekanis
01 · Definisi
Tekanan yang ditimbulkan gaya satu newton yang tersebar merata pada satu meter persegi. Satuannya amat kecil: atmosfer di sekeliling kita adalah seratus ribu pascal.
Kecilnya pascal bukan cacat, melainkan akibat pembangunan sistem yang jujur: ia disusun dari newton dan meter tanpa faktor penyesuai. Praktik berkelit dengan awalan — hektopascal di ramalan cuaca, kilopascal di ventilasi, megapascal di hidrolika, gigapascal di ilmu bahan. Sifat terpenting besaran ini justru ada di tempat lain: tekanan tidak bergantung pada gaya, melainkan pada luas tempat gaya itu jatuh. Perempuan yang sama meninggalkan cekungan di lantai parket dengan hak stiletto dan tak meninggalkan jejak dengan sepatu olahraga, sebab luas tumpuannya berbeda dua ratus kali.
Dalam zat cair yang diam, tekanan diteruskan sama besar ke segala arah — inilah yang ditemukan Pascal sendiri. Dari sini lahir pres hidrolik: piston kecil ditekan dengan tangan, dan pada piston besar tekanan yang sama, dikalikan luas yang lebih besar, memberi gaya puluhan kali lipat. Dongkrak mobil, rem, dan setiap pres hidup dari aturan ini, yang sekaligus menjelaskan mengapa tekanan di dasar wadah hanya bergantung pada tinggi kolom, bukan pada sempit atau lebarnya wadah.
02 · Konversi
Pascal, bar, atmosfer, milimeter raksa
Tak satu bidang pun memakai pascal murni: meteorologi berhitung dalam hektopascal, orang ban dalam bar, dokter dalam milimeter kolom raksa, teknik Amerika dalam pon per inci persegi.
Atmosfer fisik ditetapkan tepat seratus satu ribu tiga ratus dua puluh lima pascal — itulah tekanan kolom raksa setinggi tujuh ratus enam puluh milimeter pada nol derajat dan percepatan gravitasi baku. Atmosfer teknis lain lagi: kilogram-gaya per sentimeter persegi, sembilan puluh delapan ribu enam puluh enam koma lima pascal. Bedanya tiga persen, dan pada pelat mesin Soviet lama keduanya dijumpai.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| Pa | pascal, satuan SI | 101325 | perhitungan fisika |
| hPa | hektopascal | 1013 | ramalan cuaca |
| kPa | kilopascal | 101,33 | ventilasi, kedokteran |
| MPa | megapascal | 0,1013 | hidrolika, kekuatan |
| GPa | gigapascal | 1,013·10⁻⁴ | modulus elastisitas bahan |
| N/m² | newton per meter persegi | 101325 | sama saja dengan pascal |
| bar | bar | 1,01 | teknik, meteorologi sebelum SI |
| atm | atmosfer fisik | 1 | kimia, keadaan acuan |
| at | atmosfer teknis, kgf/cm² | 1,03 | pelat mesin Soviet |
| mmHg | milimeter kolom raksa, torr | 760 | kedokteran, teknik vakum |
| psi | pon per inci persegi | 14,7 | teknik berbahasa Inggris |
| Ba | barye, sistem CGS | 1013250 | akustik dan fisika sebelum SI |
Newton per meter persegi dan pascal adalah satu hal yang sama, bedanya hanya pada penulisan. Hektopascal secara angka sama dengan milibar, karena itu perpindahan meteorolog ke SI tidak menuntut perubahan angka yang sudah biasa
03 · Orde besaran
dari vakum akselerator hingga perut MatahariSeratus satu ribu tiga ratus dua puluh lima — atmosfer di permukaan laut
04 · Alat ukur
Dengan apa tekanan diukur
Tabung berongga berpenampang lonjong, digulung membentuk busur, di bawah tekanan berusaha lurus, dan gerakan itu diteruskan ke jarum lewat tuas. Ditemukan pada 1849 dan hampir tak berubah sejak itu: pada setiap kompresor dan tabung gas terpasang justru alat ini.
Kotak bergelombang yang udaranya dipompa keluar mengerut dan mengembang mengikuti atmosfer; sebuah pegas mencegahnya penyet. Alat tanpa setetes raksa pun — dari sanalah namanya, aneroid, artinya tanpa cairan.
Membran yang diukir dalam silikon melengkung beberapa mikrometer, dan resistor yang tertanam di dalamnya berubah nilainya. Sensor semacam itu ada di telepon, di mobil dan di stasiun cuaca, dan harganya lebih murah daripada manometer berjarum.
Pada tekanan rendah tak ada lagi membran yang bisa dilengkungkan, dan pengukuran dilakukan lain: menurut panas yang terbawa dari kawat yang dipanaskan. Makin encer gasnya, makin buruk ia membawa panas, dan dari daya pemanasan tekanan disimpulkan sampai perseribu pascal.
05 · Aturan penulisan
P kapital, a kecil
Lambang ini berasal dari nama keluarga, karena itu diawali huruf kapital dengan huruf kedua kecil: Pa. Awalan ditulis menyatu tanpa spasi, kilo dengan huruf kecil, mega dan giga dengan kapital: kPa, MPa, GPa. Lambang Rusianya Па.
Huruf m kecil berarti mili, sehingga megapascal yang ditulis mPa berubah menjadi milipascal — kesalahan semiliar kali. Contoh ketiga tidak lengkap: teknik hampir selalu menyebut tekanan lebih, dihitung dari atmosfer, dan tanpa catatan angkanya bermakna ganda. Tekanan mutlak ditandai huruf a dan tekanan lebih huruf g, yang dalam dokumen berbahasa Inggris tampak sebagai psia dan psig.
06 · Satuan tetangga
Bar nyaman karena dekat dengan atmosfer, atmosfer terikat pada kolom raksa, dan pascal satu-satunya yang diturunkan dari sistem tanpa penyesuaian.
seratus ribu pascal
newton per meter²
760 mm raksa
Di lembar-lembar tetangga Simetrium: newton, yang darinya pascal dibangun, bar dan atmosfer sebagai satuan di luar SI untuk keperluan yang sama, psi bagi teknik berbahasa Inggris dan milimeter kolom raksa bagi kedokteran.
07 · Bagian sejarah
Bagaimana udara diakui memiliki berat
Seorang murid Galilei mengelas tabung berisi raksa dan membalikkannya ke dalam mangkuk: kolomnya turun sampai tujuh ratus enam puluh milimeter lalu berhenti. Di atasnya tersisa kehampaan yang sampai saat itu dianggap mustahil oleh ilmu pengetahuan.
Blaise Pascal meminta iparnya membawa barometer ke puncak sebuah gunung berapi di Auvergne. Kolom raksa turun delapan sentimeter: udara di atas gunung menekan lebih lemah daripada di atas lembah, jadi atmosfer memiliki berat.
Para insinyur berhitung dalam kilogram-gaya per sentimeter persegi, para meteorolog memasukkan bar dan milibar, para dokter bertahan pada milimeter raksa. Manometer yang sama membawa skala berbeda di negeri yang berbeda.
Konferensi Umum Keempat Belas memberi satuan itu nama sendiri, meski ia sudah ada dalam sistem sejak enam puluh. Para meteorolog beralih ke hektopascal tanpa sakit: ia sama secara angka dengan milibar.
Mutlak, lebih, dan apa yang ditunjukkan alat
Hampir setiap manometer mengukur bukan tekanan, melainkan selisih: di dalam tabung terhadap di luarnya. Karena itu ban kempis menunjuk nol meskipun ada udara di dalamnya, dan tensimeter rumahan memberi seratus dua puluh milimeter di atas tujuh ratus enam puluh atmosferik. Tekanan mutlak diperoleh dengan menambahkan tekanan atmosfer, dan justru itulah yang masuk ke persamaan keadaan gas — mengacaukan kedua acuan tetap menjadi kesalahan tersering dalam perhitungan termal. Kehalusan tersendiri menyangkut kolom raksa: tingginya bergantung pada massa jenis raksa, dan itu pada suhu, sebab itu definisi menetapkan nol derajat dan percepatan gravitasi baku. Kedokteran mengabaikan koreksi ini, metrologi tidak, dan standar tekanan primer kini dibangun bukan di atas raksa melainkan di atas neraca tekanan, tempat tekanan ditentukan anak timbangan bermassa diketahui pada piston yang luasnya diukur cermat.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan sehari-hari. Masing-masing punya lembarnya: definisi, konversi, alat, aturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Satuan turunan SI bernama sendiri
lembar pascal terbukaSatuan dasar SI
warna terakota — kilogram, meter dan detik, yang menyusun pascalSatuan di luar SI
warna terakota — satuan tekanan dari sistem lainBahasa lembar
36 bahasa. Lambang Pa bersifat internasional, tetapi satuan yang biasa dipakai sehari-hari berbeda: hektopascal di ramalan Eropa, inci raksa di ramalan Amerika, milimeter raksa di ramalan Rusia.