KONSEP TEKANAN PADA TERMODINAMIKA

Tekanan (pressure) adalah gaya yang menekan fluida per satuan luas, sedangkan pada benda padat tekanan disebut tegangan (stress). Tekanan pada fluida meningkat seiring dengan meningkatnya kedalaman, hal ini akibat dari tindihan gaya berat fluida diatasnya. Fluida pada bagian bawah mengalami desakan gaya berat lebih besar dibanding fluida diatasnya. Tekanan bervariasi dalam arah vertikal akibat efek grafitasi. Tidak ada variasi tekanan dalam arah horizontal artinya besarnya tekanan adalah sama untuk ketinggian yang sama. Untuk hitungan praktis, tekanan di dalam tangki berisi gas dapat dianggap seragam bila gaya berat gas tersebut sangat kecil dan tidak signifikan.

1 Pa = 1 N/m2

1 bar = 100 kPa =105 Pa = 0,1 MPa 

1 atm = 101325 Pa = 101,325 kPa = 1,01325 bar

1 atm = 14,7 psi (pound-force per square inch)

            Absolute pressure adalah tekan yang diukur mulai dari vakum mutlak (absolute vacuum), pada posisi ini Pabs=0. Semua tekanan yang diukur dari posisi ini disebut tekanan absolute contoh: tekanan atmosfir standar 760 mmHg (=1 atm), diukur dari Pabs = 0 (gbr.1-3). Gage pressure adalah tekanan diukur mulai dari tekanan atmosfir ke atas (tekanan atmosfir lokal besarnya sekitar 1 atm ini dihitungan sebagai tekanan dasar 0 atm). Misalnya pada pengukuran tekanan compressor sebelum operasi terbaca: tekanan = 0 atm (pada hal tekanan lokal berkisar 1 atm). Sehingga nantinya setelah bertekanan maka yang terbaca adalah tekanan lebih, yang menghitung keatas. 

            Sebaliknya, pada pengukuran vacuum pressure, 1 atm ini dihitung sebagai tekanan dasar 0 atm dan menghitung ke bawah, sehingga yang tebaca adalah tekanan berkurang. Saat alat vakum mulai dipasang, terbaca tekanan = 0 mm Hg (tekanan lokal sekitar 1atm.), bila dapat tercapai vakum sempurna = -760 mmHg (-14,7 inHg = 0 mmHg.abs = 0 in.Hgabs). Tanda (-) pada tekanan menunjukkan vacuum.

Pgage = Pabs – Patm (untuk tekanan di atas Patm ) 

Pvac = Patm -Pabs (untuk tekanan di bawah Patm) 2(1 

ΔP = ρgz 

            Skala temperatur didasarkan pada titik beku (freezing or ice point) dan titik didih (boiling or steam point) air pada tekanan 1 atm. Untuk SI, digunakan skala Celcius (Centigrade scale), berturut-turut 0 dan 100 oC. Sedangkan satuan British, digunakan skala Fahrenheit yaitu 32 dan 212 oF. Skala temperatur termodinamik untuk SI, dipakai skala Kelvin K (bukan oK), sedangkan satuan British dipakai skala Rankine R (bukan oR). Temperatur termodinamik didasarkan pada tekanan mutlak (absolute pressure) = 0, karena pada kondisi ini (temperatur mutlak = 0) tidak ada lagi gerakan di dalam atom.

K= oC + 273,15 

R = oF + 459,67 

R = 1,8K 

oF = 1,8 oC + 32 

Δ K = Δ oC 

Δ R = Δ oF 

            Apabila dua benda beda temperaturnya didempetkan, lama kelamaan akan tercapai keseimbangan temperatur (temperaturnya sama), akibatnya perpindahan panas terhenti karena pengeraknya (beda temperatur) sudah habis , kondisi ini disebut tercapai keseimbangan termal. Hukum ke nol termodinamika menyatakan bahwa: apabila dua benda mencapai keseimbangan termal dengan benda ke tiga, maka benda tersebut masing-masing mencapai kesetimbangan termal satu sama lain, walaupun tidak bersentuhan lansung. Artinya benda tersebut mempunyai temperatur yang sama walaupun tidak terjadi kontak langsung.