Pascal
Unit turunan SI · besaran: tekanan, tegasan mekanik
01 · Takrif
Tekanan yang ditimbulkan gaya satu newton yang tersebar merata pada satu meter persegi. Unitnya 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 hidraulik, gigapascal di sains bahan. Sifat terpenting besaran ini justeru ada di tempat lain: tekanan tidak bergantung pada gaya, melainkan pada luas tempat gaya itu jatuh. Perempuan yang sama meninggalkan lekuk di lantai parket dengan hak stiletto dan tak meninggalkan jejak dengan kasut 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 penekan hidraulik: piston kecil ditekan dengan tangan, dan pada piston besar tekanan yang sama, dikalikan luas yang lebih besar, memberi gaya puluhan kali lipat. Jek kereta, brek, 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 · Penukaran
Pascal, bar, atmosfer, milimeter raksa
Tak satu bidang pun memakai pascal murni: meteorologi mengira dalam hektopascal, orang tayar dalam bar, dokter dalam milimeter kolom raksa, teknik Amerika dalam paun 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 pecutan graviti baku. Atmosfer teknis lain lagi: kilogram-gaya per sentimeter persegi, sembilan puluh delapan ribu enam puluh enam perpuluhan lima pascal. Bedanya tiga persen, dan pada plat mesin Soviet lama keduanya dijumpai.
| Unit | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| Pa | pascal, unit SI | 101325 | perhitungan fisika |
| hPa | hektopascal | 1013 | ramalan cuaca |
| kPa | kilopascal | 101.33 | ventilasi, perubatan |
| MPa | megapascal | 0.1013 | hidraulik, 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 | plat mesin Soviet |
| mmHg | milimeter kolom raksa, torr | 760 | perubatan, teknik vakum |
| psi | paun 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, kerana itu perpindahan meteorolog ke SI tidak menuntut perubahan angka yang sudah biasa
03 · Orde kuantiti
dari vakum akselerator hingga dalaman MatahariSeratus satu ribu tiga ratus dua puluh lima — atmosfer di permukaan laut
04 · Alat pengukur
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 justeru 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 perintang yang tertanam di dalamnya berubah nilainya. Sensor semacam itu ada di telefon, di kereta dan di stesen 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, semakin buruk ia membawa panas, dan dari daya pemanasan tekanan disimpulkan sampai perseribu pascal.
05 · Perperaturan penulisan
P kapital, a kecil
Lambang ini berasal dari nama keluarga, kerana 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 kerana 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 helaian-helaian tetangga Simetrium: newton, yang darinya pascal dibangun, bar dan atmosfer sebagai unit di luar SI untuk keperluan yang sama, psi bagi teknik berbahasa Inggris dan milimeter kolom raksa bagi perubatan.
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 kekosongan 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 mengira 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 unit 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. Kerana itu tayar 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 justeru 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 ketumpatan raksa, dan itu pada suhu, sebab itu takrif menetapkan nol derajat dan pecutan graviti baku. Perubatan mengabaikan koreksi ini, metrologi tidak, dan standar tekanan primer kini dibangun bukan di atas raksa melainkan di atas neraca tekanan, tempat tekanan ditentukan pemberat bermassa diketahui pada piston yang luasnya diukur cermat.
Katalog · satuan ukuran
Satu helaian untuk tiap kuantiti
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tidak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan seharian. Masing-masing punya helaiannya: takrif, penukaran, alat, peraturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Satuan turunan SI bernama sendiri
lembar pascal terbukaSatuan dasar SI
warna terakota — kilogram, meter dan detik, yang menyusun pascalUnit di luar SI
warna terakota — unit tekanan dari sistem lainBahasa helaian
36 bahasa. Lambang Pa bersifat internasional, tetapi unit yang biasa dipakai sehari-hari berbeda: hektopascal di ramalan Eropa, inci raksa di ramalan Amerika, milimeter raksa di ramalan Rusia.