BABIII BAROMETER
PENDAHULUAN Seperti dalam bab-bab yang terdahulu di dalam buku ini juga akan dijabarkan secara luas tentang alat-alat navigasi biasa yang disebut Barometer. Maksud kami adalah agar setiap pembaca buku ini pada umumnya, dan para taruna pada khususnya, dapat mengenal dan mampu menggunakan alai ini untuk keselamatan di dalam pelayarannya. Sehingga setelah selesai mempelajari bab ini para pembaca maupun Taruna dapat : 1. Menjelaskan ruang lingkup penggunaan Barometer pada umumnya 2. Mendemontrasikan cara membaca dan mengoreksi Barometer secara tepat 3. Menjelaskan cara perawatan Barometer di kapal.
Dalam dunia pelayaran wring terdengar musibah diantaranya tenggelamnya kapal-kapal yang diakibatkan oleh angin yang dahsyat sekali. Hal itu diakibatkan oleh perpindahan udara dan suatu tempat yang bertekanan udara tinggi menuju daerah yang bertekanan udara rendah. Tanda-tanda yang bisa dirasakan adalah datangnya angin yang tiba-tiba dengan cepat sekali. Untuk menghindari malapetaka yang tidak kita inginkan banyak hal yang harus kita pelajari. Terutama mengenai alat-alat untuk mengetahui tekanan udara, yaitu yang disebut dengan Barometer. Berbicara tentang Barometer, yang akan dibahas adalah tekanan udara semesta alum itu. Tekanan udara di sekeliling kita ini ditetapkan oleh lapisan udara di atasnya yang akan dilanjutkan menekankan pada lapisan udara yang ada di bawah ini. Hal ini akan nyata sekali bahwa tekanan udar asmkn ke atas semakin berkurang. Torricelli berbangsa Italia (1643) membuktikan dengan
percobaan, Tabung gelas (pipa gelas ) sepanjang 1 m, pada ujung pipa tertutup pipa terisi air raksa BJ 13, sampai penuh pipa dimasukkan terbalik dalam bak juga berisi air raksa ujung tertutup di bagian atas. setelah diukur ketinggian air raksa yang tertinggi, tingginya = 76 cm 760 mm. Beberapa percobaan dilakukan dan ditarik kesimpulan bahwa tekanan udara di sekitar tersebut = 760 mm air raksa = 76-Hingga, disebut pada susunan atmosphere. Kits terikat pada hukum-hukum gaya berat yang mengatakan bahwa suatu benda yang ditempatkan di atas benda lain maka benda lain itu akan mendapat tekanan yang beratnya sama dengan benda tersebut.
Kesatuan-kesatuan Besarnya tekanan pada suatu permukaan berbanding lurus dengan luas dengan permukaan tersebut dan pula dengan besarnya gaya pada tiap kesatuan luas. Oleh karena itu maka besarnya kesatuan gaya untuk setiap satuan luas dipergunakan dyne per Cm. Dalam lapangan meteorologi biasanya tidak digunakan kesatuan bar atau dyne / Cml akan tetapi dipergunakan kesatuan Milibar ialah seperseribu bagian dan kesatuan bar. Judi 1 bar 1.000 milibar = 100 dyne 1 cml Alat pengukur tekanan udara disebut Barometer, yang berasal dari kata Yunani yaitu Baros yang berarti berat. Menurut jenisnya barometer dapat dibagi menjadi 2 : Barometer air raksa dan barometer aneroid yang dapat diartikan tidak basah (aneros bahasa Yunani). Selain itu juga ada Barograph. Berhubung dengan lebih dapat dipercayanya Barometer air raksa dibandingkan Barometer Aneroide. Maka di kapal-kapal alai yang digunakan adalah apa yang disebut Barometer Bejana laut.
Bentuk yang paling sederhana dari barometer itu sebagaimana yang diperlihatkan di dalam gambar yang terdiri atas sebuah tabung gelas yang panjangnya kira-kira 90 cm2.
Ujung atasnya tertutup, sedangkan ujung bawahnya yang terbuka itu diturunkan di dalam sebuah bejana yang berisikan air raksa. Tabung gelas itu sendiri sebagian berisi juga air raksa. Bagian tabung gelas yang berada di atas air raksa itu hampa udara sama sekali, ruang hampa itu disebut Ruang hampa Terreecelli.
Jika massa air di dalam tabung gelas itu tidak menurun ataupun tidak menaik lagi, artinya bahwa tekanan udara di setiap satuan luas permukaan air raksa di sekitar tabung harus sama dengan tekanan air raksa di dalam tabung gelas itu. Tinggi tekanan air raksa itu sama dengan tekanan yang diberikan oleh kolam air raksa yang luas bidang alasnya sama dengan luas penampang tabung dan tingginya sama dengan tinggi air raksa di dalam tabung yang diukur dan permukaan air raksa di dalam bejana permukaan air raksa di dalam tabung. Tinggi air raksa di dalam tabung itu disebut kedudukan Barometer. Dan kedudukan barometer yang telah diketahui dapat dijabarkan tinggi tekanan udara untuk setiap satuan luas. Adapun caranya adalah sebagai berikut. Kita misalkan satuan luas yang dipergunakan adalah Cm2 dan jika kedudukan Barometer b mm, Jadi 1/10 cm2 maka volume kolam air raksa itu bidang alas x tinggi = 1 x 1/10 b mm2, selanjutnya jika kepekaan air raksa, yakni jumlah gram massa per cm2 sama d.
Maka kolom air raksa itu mengandung 1/10 b x d massa Berta jika gaya berat itu mempunyai percepatan sebesar 9 cm/dt2, maka kolom air raksa mengakibatkan tekanan sebesar 1/10 b x d x g dyne. Jadi tekanan udara per Cm2 = 1/10 b x d x g dyne (i)
=1 / 10 b x d x ab Untuk air raksa pada suhu 0° C, kecepatan air raksa d = 13.596, untuk lintang 450, percepatan
gaya berat g = 980,6 cm / dt2, maka P 10-
4/13,596 x 980,6 x b – 1,333 x b – 413 mb, (iii) ,
Dimana P adalah tingginya tekanan yang dinyatakan dalam satuan milibar. Jika kedudukan barometer sama dengan 750 m jadi b = 750), maka persamaan (iii) menjadi P 4/3 x 750 mb = 1000 mb. Untuk dapat membaca, entah kedudukan barometer A (dalam mm) entah tingginya tekanan udar a(dalam mb), maka disekat tabung gelas itu dipasangi skala dari tembaga. Tinggi permukaan air raksa di dalam bejana tergantung dari naik turunnya air raksa di dalam tabung. Artinya bahwa, jika air raksa di dalam tabung naik, maka permukaan air raksa di dalam bejana 3 mm = 3 mb, turun dan sebaliknya. Untuk dapat mengetahui berapa besarnya perubahan tinggi pada permukaan air raksa di dalam tabung untuk keperluan itu digunakan sebuah skala yang masing-masing bagiannya sama besar dan lebih kecil dari 1 mm. Untuk dapat menentukan besarnya bagian-bagian skala itu secara tepat, digunakan perbandingan antara luas penampang tabung gelas setinggi pembacaan luar air raksa di dalam bejana di luar tabung pembacaan dan luas air raksa di dalam bejana di luar tabung. Perbandingan itu disebut Kapasitas.
Koreksi Kapasitas Agar jelas akan adanya koreksi kapasitas kita perlu mengetahui skala barometer dan cara membaca barometer guna mengetahui tekanan udara. Saat itu pada tabung dibuatlah skala biasanya dan tembaga atau kuningan dan sekarang dipakai juga dan plastik. Skala ini dapat diberikan
dengan mmHg atau milibar, tinggi permukaan air raksa di dalam bejana akan tergantung dan naik turunnya air raksa dalam tabung. Apabila air raksa naik, maka permukaan air raksa di dalam bak bejana akan turun dan sebaliknya, apabila air raksa turun dalam pipa kapiler maka air raksa di bak permukaannya akan naik. Untuk dapat mengetahui berapa besar perubahan tinggi permukaan air raksa dalam tabung diberikan sebuah skala yang masing-masing bagiannya sama besar, tetapi lebih kecil dari 1 m. Jika seandainya kapasitas itu = 1/20, maka bilamana air raksa di dalam tabung naik atau turun 20 mm, permukaan air raksa di dalam bejana tunin atau naik 1 mm. Jadi perubahan total dari kedudukan barometer adalah sebesar 21 mm. agar supaya perubahan total itu dapat dibaca secara langsung pada skala, maka 21 bagian skala harus dibuat sama dengan 20, jadi setiap skala itu sama dengan 20/2 mm, bagian-bagian skala ini disebut bagianbagian skala milimeter. Oleh karena yang diperlukan pembagian-pembagian skala dalam milibar adalah sebesar 3/4 bagian skala millimeter – 20/21 mm, maka 1 bagian skala milibar dari barometer yang kapasitasnya 1/20 itu sama dengan 3/4 1/4x 20 / 21 mm = 5 / 7 mm. Untuk dapat memperoleh pembacaan dengan lebih teliti digunakan apa yang disebut NONIUS (kata Latin NONIUS berarti kesembilan). Untuk itu tabung gelas dilingkari oleh sebuah cincin yang sisi bawahnya rata dan pada cincin itu Nonus diikat sedemikian rupa sehingga sisi ratanya berimpit dengan garis index (garis nanah) Nonius. Dengan menggunakan sebuah skrup, cincin dan nonius itu secara bersamaan dapat digerakkan ke as dan ke bawah sepanjang Skala. Jika dikehendaki kesaksamaan dan pembacaan hingga 0,1 bagian skala, maka setiap bagian nonius itu dibuat entah sama dengan 1,1 bagian skala entah sama dengan 0,9 bagian. Dalam gambar diperlihatkan pembagian Skala dalam milibar. Setiap bagian nonius di dalam gambar itu sama dengan 2,3 x bagian
skala, sebab 11 bagian skala = -10 bagian nonius. Di dalam gambar jika tidak digunakan nonius, maka pembacaan yang kita peroleh adalah "sedikit lebih tinggi dan 1008 mb". Dengan dipergunakannya nonius, maka dapat kita ketahui jumlah kelebihan sedikit itu.
Adapun caranya mencari kelebihan itu sebagai berikut : Di dalam gambar itu ternyata bahwa garis yang ketiga dari nonius berimpit dengan salah satu garis dari permukaan skala. Hal ini kita katakan bahwa garis ketiga "memotong", jadi dalam hal ini pembacaan yang kita peroleh adalah = 1008,3 mb.
Susunan yang diperlihatkan di dalam gambar adalah susunan yang setiap bagian noniusnya lebih kecil dan pada setiap bagian skala untuk susunan itu 9 bagian skala nonius = 10 bagian skala. Oleh sebab itu kesaksamaan pembacaannya adalah = bagian skala – bagian nonius = 0,1 mb pembacaan yang diperoleh dalam gambar dengan demikian adalah = 99,4 mb. Jika kita perbandingkan gambar di atas itu ternyatalah bahwa : 1. Titik nol di atas, jika bagian-bagian nonius lebih besar dari bagianbagian Skala.
2. Titik nol di bawah, jika bagian-bagian nonius lebih kecil dari pada bagian-bagian skala.
Barometer bejana laut Dasar pembuatan dan barometer itu adalah sesuai pembuktian Torricelli yang terdiri dari sebuah tabung (gelas) kaca sepanjang 1 meter terdiri dari satu bak air raksa pada ketinggian 70 –8 – cm dari pipa ini, dipasangkan Nonius sebuah skala kecil yang diperbesar di sekelilingnya dari kaca skala tersebut. Barometer bejana laut ni sedemikian dan memang penggunaannya di laut, tanktan oleng, getaran kapal, anggukan kapal dan lain sebagainya. Misalnya kapal goyang, sudah pasti pennukaan barometer akan naik turun, dan akan timbul gerakan memompa pada pipa tadi dan untuk menghilangkan sifat gerakan memompa, pada suatu bagian pipa dibuat menyempit. Gambar memperlihatkan sebuah bagian susunan dan barometer bejana laut, tabung gelas hingga setinggi a menerobos tutup bejana yang dibuat dari baja, yang dijepit oleh mur cincin b.
Sewaktu
kapal
menggoleng
dan
mengangguk, demikian juga oleh getaran – getaran mesin, maka kolom air raksa di dalam
tabung
selalu
berubah-ubah
karena tadinya perubahan kolom air raksa yang terus menerus itu, maka untuk memperoleh pembacaan dengan seksama adalah sukar sekali. Untuk menghindari terjadinya perubahan secara terus menerus itu, di beberapa tempat dan tabung itu dipersempit bahkan dari c hingga ke d penyempitan itu sangat tajam. Di tabung itu mengandung apa yang disebut ketel udara (air tank /
