ALAT INDUSTRI KIMIA
KELAS XII
i
DAFTAR ISI
Bab 1 PENGUKURAN TEKANAN (PRESSURE MEASUREMENT) .............. 1
A. Apa itu Tekanan? ......................................................................... 1
B. Mengetahui Jenis-Jenis Tekanan .................................................. 2
C. Mengenal Alat Pengukur Tekanan ................................................ 4
Penugasan ...................................................................................... 11
Rangkuman ..................................................................................... 11
Uji Kompetensi ............................................................................... 12
Bab 2 PENGUKURAN SUHU (TEMPERATURE MEASUREMENT) ............ 15
A. Apa yang Dimaksud dengan Suhu? ............................................ 18
B. Mendiskripsikan Skala Termometer ............................................ 19
C. Mengenal Alat Pengukur Temperatur .......................................... 21
Penugasan ...................................................................................... 22
Rangkuman ..................................................................................... 23
Uji Kompetensi ............................................................................... 24
Bab 3 PENGUKURAN ALIRAN (FLOW MEASUREMENT) ......................... 27
A. Apa yang Dimaksud Aliran Fluida? ............................................. 28
B. Mengenal Jenis-jenis Aliran fluida ............................................... 30
C. Mengidentifikasi Parameter Pengukuran Aliran fluida .................. 35
D. Mengidentifikasi Tipe-tipe Flow meter ......................................... 37
Penugasan ...................................................................................... 39
Rangkuman ..................................................................................... 40
Uji Kompetensi ............................................................................... 41
Bab 4 PENGUKURAN LEVEL (LEVEL MEASUREMENT) .......................... 44
A. Mengapa Diperlukan Pengukuran Level Permukaan? ................. 45
B. Apa Saja Metode Pengukuran Level Permukaan? ...................... 47
C. Mengenal Alat Pengukur Level Permukaan ................................. 49
Penugasan ...................................................................................... 50
Rangkuman ..................................................................................... 51
Uji Kompetensi ............................................................................... 52
Bab 5 SISTEM PENGENDALIAN PROSES ................................................ 55
A. Mengenal Sistem Pengendalian Proses ..................................... 56
ii
B. Instrumen Pengendalian Proses ................................................. 58
C. Diagram Blok .............................................................................. 60
D. Menganalisa Instrumen Proses dengan Software........................ 64
Penugasan ...................................................................................... 65
Rangkuman ..................................................................................... 66
Uji Kompetensi ............................................................................... 67
Bab 6 SISTEM PENGENDALIAN PROSES SECARA TRADISIONAL ........ 70
A. Sistem Pengendalian Manual dan Otomatis ................................ 71
B. Konfigurasi Sistem Pengendalian (Open Loop dan Closed Loop
System Control) .......................................................................... 74
C. Sistem Pengendalian Umpan Balik (Feedback Control) dan Umpan
Maju (Feedforward Control) ........................................................ 75
D. Sistem Pengendali On/Off ........................................................... 80
Penugasan ...................................................................................... 81
Rangkuman ..................................................................................... 81
Uji Kompetensi ............................................................................... 82
Bab 7 PENGENDALIAN PROSES SECARA DIGITAL ................................ 86
A. Pengendali Proporsional ............................................................. 87
B. Pengendali Integral ..................................................................... 89
C. Pengendali Derivatif.................................................................... 90
D. Pengendali Proporsional Integral ................................................ 93
E. Pengendali Proporsional Derivatif ............................................... 96
F. Pengendali PID .......................................................................... 99
G. Pemilihan dan Penerapan Mode Pengendali di Industri ............. 105
Penugasan .................................................................................... 106
Rangkuman ................................................................................... 107
Uji Kompetensi ............................................................................. 108
iii
Bab 8 PENGGUNAAN KOMPUTER DALAM PENGENDALIAN PROSES 113
A. Programmable Logic Control (PLC) .......................................... 113
B. Human Machine Interface (HMI) ............................................... 116
C. Direct Digital Control (DDC) ...................................................... 118
D. Distributed Control System (DCS) ............................................. 120
Penugasan .................................................................................... 124
Rangkuman ................................................................................... 125
Uji Kompetensi .............................................................................. 126
Bab 9 KERJA SENSOR PADA SISTEM PENGENDALIAN PROSES ....... 130
A. Apa Sensor itu? ........................................................................ 131
B. Bagaimanakah Sensor yang Baik itu? ....................................... 140
C. Jenis dan Fungsi Sensor ......................................................... 147
Penugasan .................................................................................... 150
Rangkuman ................................................................................... 151
Uji Kompetensi .............................................................................. 152
iv
PRAKATA
Sungguh sebuah kebahagiaan dan rasa syukur yang mendalam bagi penulis
dapat menyelesaikan buku ini. Buku ajar SMK berjudul Alat Industri Kimia ini ditulis
dan disusun sebagai salah satu sumber belajar bagi siswa SMK/MAK Kelas XII agar
dapat mempelajari dan memperdalam materi tentang Alat Industri Kimia.
Buku Alat Industri Kimia ini disajikan dalam 9 bab. Setiap bab dalam buku ini
dilengkapi dengan Kompetensi Dasar dan Tujuan Pembelajaran yang telah
disesuaikan dengan Revisi K-13. Pembahasan materi disajikan dengan bahasa yang
lugas dan mudah dipahami, dari pembahasan umum ke pembahasan secara khusus.
Untuk menunjang pembelajaran yang aktual, buku ini sudah menerapkan STEM
(Science, Technology, Engineering, dan Mathematics) serta soal-soal evaluasi
berbasis HOTS.
Semoga buku Alat Industri Kimia SMK/MAK Kelas XII ini bermanfaat bagi
siswa dan seluruh pembaca dalam memperoleh pengetahuan. Penulis menerima
saran dan kritik yang membangun. Selamat belajar, semoga sukses!
Penulis
1
BAB 1
PENGUKURAN TEKANAN
(Pressure Measurement)
KOMPETENSI DASAR
3.10 Menerapkan peralatan pengukur tekanan.
4.10 Menggunakan peralatan pengukur tekanan.
TUJUAN PEMBELAJARAN
Setelah mempelajari bab ini diharapkan siswa dapat:
1. Mendiskripsikan tentang parameter besaran tekanan
2. Menentukan jenis alat pengukur tekanan sesuai kebutuhan
Anda pernah berkunjung ke sebuah industri? Instrumen apa saja yang ada
disana? Apa kegunaannya dan bagaimana mengoperasikannya? Pertanyaan-
pertanyaan itu tentunya muncul dibenak anda saat kunjungan industri. Di industri,
anda pasti mudah menemukan instrumen-instrumen yang mengarah pada
peningkatan produktivitas industri serta kualitas produksinya. Instrumen-instrumen
yang ada di industri umumnya terdiri dari alat pengukur dan alat pengatur. Alat
pengukur berperan dalam mengukur besaran proses di industri. Beberapa
besaran proses yang harus diukur dan dikendalikan pada suatu industri proses,
misalnya tekanan (pressure) didalam sebuah vessel (bejana), suhu (temperature)
di unit heat exchange, aliran (flow) fluida di dalam pipa, serta ketinggian
permukaan (level) zat cair di sebuah tangki. Pada bab ini parameter besaran
proses yang akan dibahas lebih mendalam yaitu tentang pengukuran besaran
tekanan.
2
A. Apa itu Tekanan?
Taukah kalian kenapa ban sepeda yang semula kempes bisa
menggelembung? Ya, tentu saja ban yang semula kempes dapat
menggelembung karena adanya tekanan yang diberikan ke dalam ban tersebut.
Dalam kehidupan sehari-hari seringkali kita melakukan tekanan. Tekanan dimiliki
oleh semua benda, kecuali benda yang berada di ruang vakum.
Dalam dunia industri tekanan merupakan hal yang penting dan sensitif.
Sebagai contoh, air pada proses poduksi uap akan mengalami perubahan lebih
cepat pada tekanan yang lebih tinggi. Sebaliknya pada reaksi pembuatan cat,
produk cat akan menghasilkan warna yang lebih sempurna apabila berada pada
tekanan yang rendah. Berdasarkan contoh diatas menunjukan bahwa besaran
tekanan yang menjadi objek pembahasan dalam ilmu instrumentasi adalah
tekanan untuk zat dalam fase cair dan fase gas atau kombinasi cair dan gas.
Dalam ilmu fisika, tekanan (P) didefinisikan sebagai fungsi dari gaya (F) per
satuan luas (A). Tekanan dapat diukur dengan alat ukur yang disebut
manometer. Tekanan dapat terukur dalam beberapa satuan seperti psi (pound
per inci persegi), milimeter merkuri (mmHg), pascal (Pa, atau N/m²) atau bar. Dari
macam-macam satuan tersebut dapat disusun konversi sebagai berikut:
1 atmosfir (atm) = 14,969 psia
= 1,013 . 105 N/m2 (Pa)
= 760 Torr
= 760 mmHg
1 N/m2 = 1 Pascal (Pa)
1 bar = 105 N/m2 (100 kPa)
1 psia = 6894,76 N/m2 (6,894 kPa)
B. Mengetahui Jenis-jenis Tekanan
Peralatan pengukur tekanan udara luar disebut barometer, sedangkan
untuk tekanan dalam ruang tertutup disebut manometer. Tekanan yang terukur
dibagi menjadi 4 jenis, yaitu :
1. Absolute Pressure (Tekanan absolut)
Tekanan yang diukur relatif terhadap terhadap kondisi hampa (vakum)
atau pada saat tekanan sama dengan nol disebut dengan tekanan
absolut. Atau dengan kata lain tekanan absolut merupakan tekanan aktual
saat pengukuran suatu sistem. Tekanan absolute biasa dinyatakan dengan
psia. Tekanan absolut dapat ditentukan dengan rumus:
3
Dimana:
Contoh soal
Tekanan pengukuran suatu sistem adalah 2,5 mPa dengan tekanan
atmosfer sebesar 103 kPa. Tentukan tekanan absolut sistem tersebut dalam
kPa!
Penyelesaian:
Diketahui :
Pterukur =2,5 MPa = 2,5 x 1000 kPa
= 2500 kPa
Patmosfer =103 kPa
Ditanya : Pabsolut = …….. kPa ?
Jawab :
Pabsolut = Pterukur + Patm
= 2500 kPa + 103 kPa
= 2603 kPa
2. Gauge Pressure (tekanan relatif)
Tekanan yang diukur relatif terhadap tekanan atmosfer dinamakan
tekanan ukur dan biasanya dinyatakan dalam pound per meter persegi
(pounds per square inch gauge = psig). Tekanan gauge merupakan selisih
antara tekanan absolute dengan tekanan atmosfer (1 atmosfer = 760 mmHg
= 14.7 psia). Sehingga tekanan atmosfer dirumuskan sebagai berikut:
P gauge = P abs – P atm
3. Vacuum Pressure (tekanan vakum)
Bila tekanan berada dibawah tekanan atmosfer maka kondisi tersebut
dinyatakan sebagai tekanan vakum. Keadaan vakum sempurna berkaitan
dengan tekanan absolut sama dengan nol.
4. Differential Pressure (beda tekanan)
Differential Pressure merupakan tekanan yang diukur terhadap tekanan
yang lain.
Hubungan dari jenis-jenis tekanan tersebut dapat digambarkan seperti
diagram di bawah ini :
4
Diagram hubungan jenis-jenis tekanan terukur
Sumber: Heriyanto, 2013, Instrumentasi dan Pengukuran
C. Mengenal Alat Pengukur Tekanan
Beberapa jenis alat untuk pengukuran tekanan yang sering digunakan di
dalam industri proses antara lain :
1. Manometer Kolom Cairan
Manometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur perbedaan
tekanan didua titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua adalah
manometer kolom cairan. Jenis-jenis manometer kolom cairan meliputi
manometer tabung U, manometer jenis bejana, dan manometer miring.
a. Manometer Tabung U
Merupakan manometer paling sederhana yang berupa tabung
berbentuk U yang berisi cairan. Cairan yang digunakan adalah air raksa
atau air yang diberi warna. Pemilihan cairan pengisi manometer
tergantung dari tekanan yang akan diukur, jika digunakan untuk
mengukur tekanan rendah maka cairan yang digunakan yang memiliki
berat jenis yang ringan, begitu pula sebaliknya. Umumnya manometer
jenis ini digunakan untuk mengukur tekanan ruang tertutup dan tekanan
vakum. Rentang pengukuran untuk manometer-U berkisar antara 5 dan
2000 mmH2O.
Prinsip kerja manometer tabung U yaitu sebelum digunakan
manometer terlebih dahulu diisi dengan cairan, selanjutnya kedua ujung
tabung dihubungkan dengan tekanan atmosfer dengan memastikan
posisi kaki-kaki tabung berdiri tegak. Hal ini dimaksudkan untuk
mendapatkan keseimbangan sehingga kedua tabung menunjukkan
tinggi permukaan yang sama. Pada saat dipergunakan, salah satu ujung
tabung dihubungkan ke tekanan yang akan diukur (PR) dan ujung lain
96
76
71
51
0
cmHg
Zero
Tekanan absolut
Tekanan absolut Tekanan
1 atmosfer
Tekanan vakum gauge
Tekanan gauge p
X
5
dihubungkan dengan tekanan atmosfer (PL). Sehingga terjadi
perbedaan ketinggian cairan pada kedua tabung.
Manometer tabung U
Sumber: : Dunn, William C, 2005, Fundamental of Industrial
Instrumentation and process control
Besarnya tekanan pada manometer diukur dengan menggunakan
rumus berikut:
Dimana:
P = tekanan absolut (Pa)
ρ = massa jenis (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = perbedaan tinggi cairan (m).
contoh soal:
Manometer merkuri dengan massa jenis 13.600 kg/m3, dihubungkan ke
saluran udara untuk mengukur tekanan di dalamnya. Dari hasil
pengukuran diperoleh perbedaan ketinggian manometer sebesar 15
mm. Tentukan tekanan absolut pada saluran udara tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
ρ raksa = 13.600 kg/m3
h = 15 mm = 1,5 . 10-2 m
g = 9,8 m/s2
Ditanya : P absolut = ….?
Jawab:
P = ρ . g . h
6
= 13.600. 9,8 . 1,5.10-2
= 1999,2 Pa
b. Manometer Jenis Bejana (Well type manometer)
Bentuk umum manometer yang sering terlihat di laboratorium
adalah jenis bejana, yang terdiri dari dua kolom dimana kolom pertama
berupa tabung vertikal tunggal dan kolom kedua berupa bejana dengan
luas penampang lebih besar. Karena bejana luas penampangnya jauh
lebih besar, maka gerak cairan di dalamnya diabaikan. Sehingga yang
terukur dan terlihat jelas adalah gerakan cairan di dalam tabung yang
lebih kecil.
Dengan demikian, manometer jenis bejana memberikan cara yang
lebih mudah untuk membaca tekanan dibandingkan dengan manometer
tabung U yang harus mengukur perbedaan ketinggian antara dua kolom
cairan, sedangkan pada manometer jenis bejana ini hanya mengukur
ketinggian satu kolom saja.
Manometer jenis bejana
Sumber: Ditpsmk, 2013, Buku Teks Teknik Pengukuran besaran Proses
c. Manometer miring (incline manometer)
Manometer miring umumnya digunakan untuk mengukur
perbedaan tekanan gas yang kecil. Ketika perbedaan tekanan diberikan,
perubahan ketinggian fluida akan mudah terbaca oleh skala pada garis
miring tabung. Karena posisi tabung yang miring memberikan meniskus
yang lebih besar dibandingkan dengan posisi vertikal, maka pembacaan
skala pada tabung miring memiliki ketelitian yang lebih baik.
7
Manometer miring
Sumber: Ditpsmk, 2013, Buku Teks Teknik Pengukuran besaran Proses
Jika diatur secara vertikal dari zero line (datum), maka tinggi cairan
= h, sedangkan panjang kolom yang miring = L. Dengan kemiringan
sudut = θ, maka hubungan h dengan L dapat dinyatakan sebagai: h = L
sin θ.
Pada manometer miring yang diukur adalah L, maka rumus untuk
mengukur tekanan dengan manometer miring ditunjukkan berdasarkan
rumus:
Dimana:
P2 – P1 = perbedaan tekanan (Pa)
ρ = massa jenis (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
L = panjang kolom miring (m).
𝜃 = sudut kemiringan manometer
Contoh soal :
Sebuah manometer miring menggunakan zat cair dengan massa jenis
200 kg/m3, sudut kemiringan dari pipa 30°, percepatan gravitasi g = 9,8
m/s2. Pada pengukuran diperoleh panjang L = 10 cm, maka berapakah
tekanan yang terukur?
Penyelesaian:
Diketahui:
ρ = 200 kg/m3
𝜃 = 30o
g = 9,8 m/s2
L = 10 cm = 0,1 m
Ditanya : P2 – P1 = ……?
8
Jawab:
P2–P1 =
P2– P1 = 200 . 9,8 . 0,1 sin 30°
= 98 Pa.
2. Alat Pengukur Tekanan dengan Elemen Elastis
Alat pengukur tekanan tipe ini sangat populer dalam pengendalian
proses industri. Hal ini dikarenakan konstruksinya yang sederhana dan
mudah untuk digunakan. Akan tetapi alat pengukur tipe ini tidak mampu
digunakan untuk pengukuran pada tekanan yang sangat rendah. Pengukur
tekanan tipe elastis, seperti ditunjukkan namanya, berkaitan dengan bahan
elemen (sensor) yang digunakan. Apabila tekanan mengenai sensor, maka
elemen dalam alat pengukur mampu berubah dimana besarnya perubahan
ini setara dengan besarnya tekanan.
Secara umum, tipe elemen elastisitas tersebut antara lain: tabung
bourdon, diafragma dan bellows.
a. Tabung Bourdon
Tabung bourdon merupakan alat ukur tekanan yang paling sering
digunakan di industri untuk mengukur tekanan statis nonliquid. Bentuk
dari tabung bourdon terdiri dari element (C-type, helical dan spiral) dan
dihubungkan secara mekanikal dengan jarum indikator.
Tipe-tipe tabung bourdon
Sumber: [email protected]
Bahan dari tabung bourdon harus sangat elastis dan harus tahan
korosi serta dapat menahan siklus perubahan tekanan tanpa
menurunkan akurasinya. Beryllium, tembaga, phosphor, bronze, baja
tuang, dan stainless steel umumnya digunakan untuk alat ini.
Prinsip pengoperasiannya yaitu tekanan yang masuk ke dalam
tabung, dapat menyebabkan perbedaan tekanan di dalam dan di luar
9
tabung bourdon. Perbedaan tekanan diikuti dengan perubahan bentuk
penampangnya sehingga memberikan gerakan jarum penunjuk pada
skala.
Tabung bourdon
Sumber: Elsevier B.V./www.sciencedirect.com
b. Diaphragm Pressure Gauge
Diaphragm Pressure Gauge merupakan alat yang menggunakan
deformasi elastis dari suatu diafragma (membran) untuk mengukur
perbedaan tekanan yang tidak diketahui dengan tekanan referensi.
Salah satu bentuk Diaphragm Pressure Gauge terdiri dari sebuah
kapsul yang terbagi atas sebuah diafragm. Salah satu sisi diafragma
terbuka pada tekanan eksternal target, dan di sisi lain dihubungkan
dengan tekanan yang diketahui. Tekanan diukur berdasarkan
perubahan tekanan yang terjadi antara tekanan luar dengan tekanan
referensi. Jangkauan pengukurannya dari tekanan vakum hingga 200
psig, dengan akurasi (±½ ~ ±1¼) % full span.
Diaphragm Pressure Gauge
10
Sumber: Tameson/tameson.com
c. Bellows
Bellow terbuat dari logam yang sama dengan logam yang dipasang
untuk membuat diafragma. Daerah pengukuran bellow lebih besar dari
diafragma. Untuk mendapatkan daerah pengukuran yang lebih besar,
maka bellow dapat dilengkapi dangan pegas.
Sebagian besar bellows digunakan untuk pengukuran tekanan
vakum dan tekanan diferensial. Bellow beroperasi untuk tekanan vakum
sampai tekanan 0 – 400 psig. Kebanyakan aplikasi dalam range
inchH2O hingga 30 atau 40 psig dengan ketelitian sekitar ± ½ %.
Bellows
Sumber: Integrated publishing/http://enginemechanics.tpub.com
11
Tugas Individu
1) Jika diketahui tekanan gauge sebesar 800 mmHg, konversikan besar
tekanan tersebut ke dalam beberapa satuan tekanan berikut :
a. psia
b. atm
c. kPa
2) Sebuah manometer tabung U menggunakan gliserin sebagai cairan
pengukur. Berapakan beda tekanan diferensial (differential pressure)
yan terukur jika perbedaan ketinggian gliserin dalam tabung manometer
sebesar 10 inch?
3) Pengukuran tekanan menggunakan manometer tabung U sebesar 270
torr. Berapakah tekanan yang terukur apabila dikonversikan ke dalam
pounds per square inch absolute (psia)?
4) Perhatikan gambar berikut:
Apakah jenis tekanan terukur yang ditunjukkan pada gambar tersebut?
Jelaskan cara pengukurannya!
RANGKUMAN:
Besaran atau parameter yang penting untuk dilakukan pengukuran dalam
proses industri diantaranya parameter tekanan (pressure), suhu (temperature),
laju alir (flow), dan level (tinggi permukaan). Parameter tekanan yang menjadi
objek pembahasan dalam ilmu instrumentasi adalah tekanan dalam fase cair dan
fase gas atau kombinasi cair dan gas. Tekanan dapat terukur dalam beberapa
satuan seperti psi (pound per inci persegi), milimeter merkuri (mmHg), pascal (Pa,
atau N/m²) atau bar. Jenis-jenis tekanan yang dapat terukur adalah tekanan
absolut, tekanan gauge, tekanan vakum dan differential pressure (beda tekanan).
Alat pengukur tekanan yang biasa digunakan di industri diantaranya manometer
kolom cairan, tabung Bourdon, Diaphragm Pressure Gauge,dan Bellows.
12
UJI KOMPETENSI
A. Soal Pilihan Ganda
Pilihlah jawaban yang paling tepat.
1. Berikut ini yang bukan satuan dari tekanan adalah …
a. atm
b. psi (pound per inch persegi),
c. joule
d. N/m²
e. bar
2. Pada pengukuran tekanan suatu reaktor menunjukkan 73,48 psi. Jika tekanan
udara luar adalah 1 atm (1 atm = 14,696 psi) maka tekanan absolut reaktor
tersebut adalah . . .
a. 2 atm d. 5 atm
b. 3 atm e. 6 atm
c. 4 atm
3. Tabel tekanan udara di beberapa ketinggian
Dari data di atas, dapat disimpulkan bahwa…
a. semakin tinggi tempatnya, maka tekanan yang diberikan semakin tinggi
b. semakin rendah tempatnya, maka tekanan yang diberikan semakin
rendah
c. semakin tinggi tempatnya, maka tekanan yang dihasilkan semakin rendah
d. baik tinggi maupun rendah tempatnya, maka tekanan yang diberikan
semakin tinggi
e. tekanan konstan di ketinggian manapun
4. Tekanan absolute dapat ditentukan dengan rumus …
a. Tekanan gauge + tekanan vakum
b. Tekanan gauge + tekanan atmosfer
c. Tekanan atmosfer + tekanan vakum
d. Tekanan atmosfer – tekanan vakum
e. Tekanan gauge – tekanan atmosfer
13
5. Selisih antara tekanan yang masuk ke dalam suatu sistem dengan tekanan
yang keluar dari sistem disebut …..
a. Differential pressure
b. Tekanan gauge
c. Tekanan absolute
d. Tekanan vakum
e. Tekanan atmosfer
6. Tekanan hidrostatis yang dihasilkan oleh zat cair tergantung pada :
(1) massa jenis zat cair,
(2) luas penampang tempat zat cair,
(3) kedalaman zat cair dari permukaan.
Pernyataan yang benar adalah ….
a. (1), (2) dan (3) d. (2) dan (3)
b. (1) dan (2) e. (3)
c. (1) dan (3)
7. Alat ukur tekanan yang paling sering digunakan di industri karena bentuknya
yang sederhana ada tipe C, tipe spiral dan heliks. Alat dengan range ukur
mencapai dari 0–100.000 psig disebut …
a. Manometer
b. Tabung U
c. Tabung bourdon
d. Bellows
e. Diaphragm Pressure Gauge
8. Tabung bourdon, diaphragm dan bellows merupakan alat pengukur tekanan
yang bekerja berdasarkan prinsip ….
a. Perubahan tinggi kolom cairan
b. Perubahan tinggi tekanan
c. Perubahan suhu benda
d. Perubahan bentuk elemen elastis pengukur
e. Perubahan wujud benda
9. Tekanan yang terukur terbaca pada tabung bourdon sebesar 15 Psi, nilai
tekanan ini setara dengan ….
a. 3 bar
b. 2 bar
c. 1 bar
d. 0,75 bar
e. 0,5 bar
14
10. Sebuah alat pengukur tekanan menunjukkan hasil pengukur sebesar 70
cmHg. Bila tekanan barometer adalah 76 cmHg, maka tekanan absolutnya
adalah….
a. 6 cmHg
b. 6 mmHg
c. 60 mmHg
d. 146 cmHg
e. 146 mmHg
11. Ketika melakukan pengukuran tekanan dengan menggunakan manometer
kolom cairan, cara pembacaan skala manometer yang tepat adalah….
a. Membaca meniskus bawah tepat lurus dengan indera penglihat
b. Membaca meniskus atas tepat lurus dengan indera penglihat
c. Membaca meniskus bawah dari bawah
d. Membaca meniskus atas dari bawah
e. Membaca meniskus bawah dari atas
12. Dalam manometer tabung-U, salah satu ujung terbuka ke atmosfer, ujung
lainnya menempel pada gas bertekanan dari tekanan gauge 40 kPa.
Ketinggian kolom fluida di sisi atmosfer adalah 60 cm, dan di sisi gas adalah
30 cm. Berdasarkan massa jenis cairan pengisi manometer tersebut, maka
cairan yang sesuai untuk mengisi manometer adalah …..
a. Air
b. Merkuri
c. Minyak
d. Oli
e. Amonia cair
13. Perhatikan gambar berikut.
Alat pengukur tekanan pada gambar dinamakan ….
a. Manometer
b. Tabung U
c. venturimeter
d. Flow meter
e. Diaphragm Pressure Gauge
14. Jenis tekanan yang dapat diukur menggunakan Bellow adalah …
15
a. Tekanan absolute
b. Tekanan vakum
c. Tekanan gauge
d. Tekanan hidrostatik
e. Tekanan atmosfer
15. Perhatikan gambar berikut.
Prinsip pengukuran tekanan dari alat pada gambar di atas adalah…..
a. Perbedaan tekanan akibat perbedaan ketinggian cairan
b. Perubahan tekanan disekitar alat pengukur
c. Perbedaan tekanan diikuti dengan perubahan bentuk penampangnya
d. Tekanan dari luar mendesak tekanan sekitar alat pengukur
e. Perubahan temperatur dari alat yang diukur
B. Soal Esai
Jawablah dengan tepat dan benar.
1. Satuan besaran tekanan menurut Standard International (SI) adalah ….
2. Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan disebut ……
3. Tekanan di bawah tekanan atmosfer disebut….
4. Satuan tekanan Psi merupakan kepanjangan dari ……….
5. 1 atm setara dengan …….mmHg
6. Psig digunakan untuk menyatakan jenis tekanan...…..
7. Hasil pengukuran tekanan sebuah tangki yang terhubung dengan tekanan
gauge adalah sebesar 500 kPa. Jika tekanan atmosfer di sekitar tangki
sebesar 94 kPa, maka tekanan absolut dalam tangki sebesar……..…… kPa
8. Alat pengukur tekanan dengan elemen elastis yang memiliki bentuk C, heliks
dan spiral dinamakan ……..
16
9. Jenis manometer kolom cairan yang terdiri dari dua kolom, dimana kolom
pertama berupa tabung vertikal tunggal dan kolom kedua berupa bejana
dengan luas penampang lebih besar disebut ……….
10. Tekanan yang berupa hasil selisih antara tekanan absolute dengan tekanan
atmosfer disebut …..
C. Soal Esai Uraian
Jawablah dengan ringkas dan benar.
1. Sebuah manometer mengunakan 2 cairan sebagai pengisi manometer, yaitu
cairan merkuri yang tidak larut dalam air (ρ merkuri = 13600 kg/m3 dan ρ air =
1000 kg/m3). Ujung air terhubung dengan tekanan atmosfer (100 kPa) dan
ujung merkuri terhubung pada tekanan gas. Posisi antarmuka antara cairan
berada di titik paling bawah manometer. Jika lebar tabung manometer dan jari-
jari kelengkungan diabaikan dan nilai h yang terukur sebesar 9,45 m,
sedangkan tinggi kolom merkuri adalah 75 cm. Tentukan besarnya tekanan
pengukur gas tersebut? (g = 9,8 m/s2)
2. Jelaskan perbedaan antara manometer pipa U untuk tekanan absolut dengan
manometer pipa U untuk mengukur perbedaan tekanan atau tekanan gauge !
3. Sebutkan peralatan proses apa saja yang biasa dilakukan pengukuran
tekanan!
4. Sebutkan nama alat pengukur tekanan dibawah ini beserta prinsip kerjanya!
17
5. Perhatikan gambar pengukuran tekanan dalam tangki berikut ini.
Dengan mengasumsikan pipa dan bejana terisi penuh cairan yang bergerak
lambat, bagaimana perbandingan hasil pengukuran tekanan dari kedua
indikator pengukur tekanan tersebut?