Mekanika Tekanan Udara

Tekanan udara, tekanan atmosfer, atau tekanan barometrik, adalah tekanan yang diberikan pada suatu permukaan dengan berat suatu massa udara (dan molekul-molekulnya) di atasnya.

Tekanan udara adalah konsep yang sulit. Bagaimana sesuatu yang tak terlihat memiliki massa dan berat? Udara memiliki massa karena terdiri dari a campuran gas yang memiliki massa. Jumlahkan semua gas ini yang menyusun udara kering (oksigen, nitrogen, karbon dioksida, hidrogen, dan lainnya) dan Anda mendapatkan bobot udara kering.

Berat molekul, atau massa molar, dari udara kering adalah 28,97 gram per mol. Meskipun itu tidak terlalu banyak, massa udara tipikal terdiri dari sejumlah besar molekul udara. Dengan demikian, Anda dapat mulai melihat bagaimana udara dapat memiliki berat yang cukup ketika massa semua molekul ditambahkan bersamaan.

Jadi apa hubungan antara molekul dan tekanan udara? Jika jumlah molekul udara di atas suatu daerah meningkat, ada lebih banyak molekul untuk memberikan tekanan pada daerah itu dan total tekanan atmosfernya meningkat. Ini adalah apa yang kita sebut

Tekanan udara tidak seragam di seluruh Bumi. Ini berkisar dari 980 hingga 1050 milibar dan berubah dengan ketinggian. Semakin tinggi ketinggian, semakin rendah tekanan udara. Ini karena jumlah molekul udara berkurang pada ketinggian yang lebih tinggi, sehingga berkurang kepadatan udara dan tekanan udara. Tekanan udara tertinggi di permukaan laut, di mana kepadatan udara terbesar.

Ada 5 dasar tentang tekanan udara:

• Ini meningkat dengan meningkatnya kepadatan udara dan semakin rendah dengan semakin rendahnya kepadatan udara.
• Ini meningkat dengan meningkatnya suhu dan menurunkan suhu dingin.
• Ini meningkat di ketinggian yang lebih rendah dan berkurang di ketinggian yang lebih tinggi.
• Udara bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.
• Tekanan udara diukur dengan instrumen cuaca yang dikenal sebagai a barometer. (Inilah sebabnya mengapa kadang-kadang disebut juga "tekanan barometrik.")

SEBUAH barometer digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer dalam satuan yang disebut atmosfer atau milibar. Jenis barometer tertua adalah baromet merkurir. Alat ini mengukur merkuri saat naik atau turun di tabung gelas barometer. Karena tekanan atmosfer pada dasarnya adalah berat udara di suasana di atas reservoir, tingkat merkuri dalam barometer akan terus berubah hingga berat merkuri dalam tabung gelas persis sama dengan berat udara di atas reservoir. Setelah keduanya berhenti bergerak dan seimbang, tekanan dicatat dengan "membaca" nilai pada ketinggian merkuri di kolom vertikal.

Jika berat merkuri kurang dari tekanan atmosfer, maka kadar merkuri dalam tabung gelas akan naik (tekanan tinggi). Di daerah dengan tekanan tinggi, udara tenggelam ke permukaan bumi lebih cepat daripada yang bisa mengalir ke daerah sekitarnya. Karena jumlah molekul udara di atas permukaan meningkat, ada lebih banyak molekul untuk mengerahkan kekuatan pada permukaan itu. Dengan peningkatan berat udara di atas reservoir, tingkat merkuri naik ke tingkat yang lebih tinggi.

Jika berat merkuri lebih besar dari tekanan atmosfer, maka kadar merkuri akan turun (tekanan rendah). Di area tekanan rendah, udara meningkat jauh dari permukaan bumi lebih cepat daripada yang bisa digantikan oleh udara yang mengalir dari daerah sekitarnya. Karena jumlah molekul udara di atas area berkurang, ada lebih sedikit molekul untuk mengerahkan kekuatan pada permukaan itu. Dengan berkurangnya bobot udara di atas reservoir, level merkuri turun ke level yang lebih rendah.

Jenis barometer lainnya termasuk barometer aneroid dan digital. Barometer aneroid tidak mengandung merkuri atau cairan lain, tetapi mereka memiliki ruang logam yang tertutup rapat dan kedap udara. Ruang memperluas atau berkontraksi sebagai respons terhadap perubahan tekanan dan penunjuk pada dial digunakan untuk menunjukkan pembacaan tekanan. Barometer modern adalah digital dan mampu mengukur tekanan atmosfer secara akurat dan cepat. Instrumen elektronik ini menampilkan pembacaan tekanan atmosfer saat ini di layar tampilan.

Tekanan atmosfer dipengaruhi oleh pemanasan siang hari dari matahari. Pemanasan ini tidak terjadi secara merata di seluruh Bumi karena beberapa daerah dipanaskan lebih dari yang lain. Saat udara dihangatkan, udara naik dan dapat menghasilkan sistem tekanan rendah.

Tekanan di pusat a sistem tekanan rendah lebih rendah dari udara di daerah sekitarnya. Angin bertiup ke arah daerah dengan tekanan rendah yang menyebabkan udara di atmosfer naik. Uap air di udara yang meningkat mengembun membentuk awan dan, dalam banyak kasus, presipitasi. Karena Efek Coriolis, akibat rotasi Bumi, angin dalam sistem tekanan rendah bersirkulasi berlawanan arah jarum jam di Belahan Bumi Utara dan searah jarum jam di Belahan Bumi Selatan. Sistem tekanan rendah dapat menghasilkan cuaca dan badai yang tidak stabil seperti topan, angin topan, dan topan. Sebagai aturan umum, posisi terendah memiliki tekanan sekitar 1.000 milibar (29,54 inci merkuri). Pada 2016, tekanan terendah yang pernah dicatat di Bumi adalah 870 mb (25,69 inHg) di mata Topan di Samudra Pasifik pada 12 Oktober 1979.

Di sistem tekanan tinggi, udara di pusat sistem berada pada tekanan yang lebih tinggi daripada udara di daerah sekitarnya. Udara dalam sistem ini tenggelam dan berhembus jauh dari tekanan tinggi. Udara yang turun ini mengurangi uap air dan pembentukan awan yang menghasilkan angin ringan dan cuaca yang stabil. Aliran udara dalam sistem tekanan tinggi berlawanan dengan sistem tekanan rendah. Udara bersirkulasi searah jarum jam di belahan bumi utara dan berlawanan arah jarum jam di belahan bumi selatan.

Artikel diedit oleh Regina Bailey

• Britannica, Redaksi Encyclopaedia. "Tekanan atmosfir." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 5 Mar. 2018, www.britannica.com/science/atmospheric-pressure.
• Masyarakat Geografis Nasional. "Barometer." Masyarakat Geografis Nasional, 9 Oktober 2012, www.nationalgeographic.org/encyclopedia/barometer/.
• "Tekanan Udara Tinggi dan Rendah." Keselamatan Cuaca Musim Dingin | Pusat Pendidikan Sains UCAR, scied.ucar.edu/shortcontent/highs-and-lows-air-pressure.