HOTS (10.) Sebuah manometer terbuka digunakan untuk mengukur tekanan udara pada suatu tempat. Tekanan udara yang terbaca sebesar 64 cmHg dan besar tekanan atmosfer 76 cmHg. Gambar pengukuran manometer berikut yang menunjuk- kan tekanan udara di tempat tersebut adalah .... Gas Gas 12 cm a. C. 12 cm Gas Gas 18 cm b. d. 18 cm llustrator: Arif Nursahid 

Pada soal tersebut disajikan gambar manometer terbuka. Pernahkah kamu mendengar istilah manometer? Manometer merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengukur tekanan gas pada ruang tertutup. Terdapat dua jenis manometer, yaitu manometer tertutup dan manometer terbuka seperti yang terdapat pada soal. Yuk kita bahas konsep tekanan pada gas, khusunya pada konsep manometer.

Identifikasi Konsep

Manometer terbuka adalah alat ukur yang berbentuk tabung U dan berisi zat cair dan kedua ujungnya terbuka. Ujung satu dihubungkan dengan udara luar agar tekanannya sama dengan tekanan atmosfer, sedangkan ujung lainnya dihubungkan dengan ruangan tertutup yang akan diukur tekanannya. 

Mula-mula tabung U diisi zat cair (dalam hal soal ini raksa) dan kedua ujung tabungnya dibiarkan dibiarkan dengan udara luar agar tekanan gasnya sama dan ketinggian zat cair sama. Saat dihubungkan dengan ruangan dengan tekanan gas yang berbeda, maka gas tersebut akan menekan sisi tabung yang terhubung sehingga menyebabkan perbedaan ketinggian pada tabung U. Selisih ketinggian zat cair ini merupakan selisih tekanan gas dengan tekanan udara luar. Agar lebih jelas, kalian bisa amati gambar berikut ya.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-79/ChapId-659/LessonId-1588/ModuleId-2/QuestionCode-21HPQ1601CS/manometer terbuka.PNG" />

Tekanan pada zat cair yang sejenis akan sama untuk semua titik pada garis mendatar. Misal \(P_a=P_b\) (titik A dan B segaris mendatar di bidang batas gas dan raksa). 
Titik b hanya ditekan oleh gas, maka \(P_b=P_{gas}\). 
Kemudian titik a ditekan oleh raksa dan udara maka \(P_a=P_0+Pr\)
Sehingga 
\(P_a=P_b\)
\(P_0+Pr=P_{gas}\)
atau
\(P_{gas}=P_0+h\)

dimana:
\(P_{gas}\) = tekanan gas yang diukur (mmHg atau cmHg)
\(P_0\) = tekanan udara atmosfer (mmHg atau cmHg)
\(h\) = perbedaan ketinggian raksa (mm atau cm)

Pada soal diketahui:
\(P_{gas}\) = 64 cmHg
\(P_0\) = 76 cmHg

Kita diminta menentukan gambar yang tepat. Kita hitung satu persatu tekanan udara pada tiap opsi ya.

a. tekanan udara (gas) menekan raksa, sehingga 
\(P_{gas}=P_0+ h\)
\(P_{gas}=76+12\)
\(P_{gas}=88\) cmHg (tidak sesuai)

b.  tekanan udara (gas) menekan raksa, sehingga
\(P_{gas}=P_0+h\)
\(P_{gas}=76+18\)
\(P_{gas}=94\) cmHg (tidak sesuai)

c. tekanan atmosfer menekan raksa, sehingga
\(P_{gas}+h=P_0\)
\(P_{gas}+12=76\)
\(P_{gas}=76-12\)
\(P_{gas}=64\) cmHg (sesuai)

d. tekanan atmosfer menekan raksa, artinya tekanan udara lebih kecil
\(P_{gas}+h=P_0\)
\(P_{gas}+18=76\)
\(P_{gas}=76-18\)
\(P_{gas}=58\) cmHg (tidak sesuai)

Sehingga gambar yang menunjukkan hasil pengukuran yang sesuai adalah gambar (c). 


Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi gambar pengukuran manometer yang menunjukkan tekanan udara di tempat tersebut adalah gambar (c). Jawabannya adalah C. 