Soalan 1:
Rajah 2.21 menunjukkan sebuah manometer air yang disambung kepada sebuah kelalang gas.
(a) Bandingkan tekanan gas di dalam kelalang dengan tekanan atmosfera.
(b) Nyatakan perbezaan antara tekanan gas dan tekanan atmosfera dalam unit m H2O.
(c) Hitungkan tekanan gas itu dalam unit pascal.
[Ketumpatan air, ρ = 1 000 kg m–3, pecutan graviti g = 9.81 m s–2 dan tekanan atmosfera = 10.3 m H2O]
Jawapan:
(a)
Tekanan gas lebih tinggi daripada tekanan atmosfera.
(b)
$$ \begin{aligned} &\text { Perbezaan tekanan }\\ &\begin{aligned} & =\text { beza paras air } \\ & =36.0 \mathrm{~cm} \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\ & =0.36 \mathrm{~m} \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \end{aligned} \end{aligned} $$
(c)
$$ \begin{aligned} & \text { Tekanan gas (unit } \left.\mathrm{m} \mathrm{H}_2 \mathrm{O}\right) \\ & =\text { Tekanan air }+ \text { tekanan atmosfera } \\ & =(0.36+10.3) \\ & =10.66 \mathrm{~m} \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} &\text { Tekanan gas (unit Pa) }\\ &\begin{aligned} & =h \rho g \\ & =(10.66) \times(1000) \times(9.81) \\ & =104575 \mathrm{~Pa} \end{aligned} \end{aligned} $$
Rajah 2.21 menunjukkan sebuah manometer air yang disambung kepada sebuah kelalang gas.
(a) Bandingkan tekanan gas di dalam kelalang dengan tekanan atmosfera.
(b) Nyatakan perbezaan antara tekanan gas dan tekanan atmosfera dalam unit m H2O.
(c) Hitungkan tekanan gas itu dalam unit pascal.
[Ketumpatan air, ρ = 1 000 kg m–3, pecutan graviti g = 9.81 m s–2 dan tekanan atmosfera = 10.3 m H2O]
Jawapan:
(a)
Tekanan gas lebih tinggi daripada tekanan atmosfera.
(b)
$$ \begin{aligned} &\text { Perbezaan tekanan }\\ &\begin{aligned} & =\text { beza paras air } \\ & =36.0 \mathrm{~cm} \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\ & =0.36 \mathrm{~m} \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \end{aligned} \end{aligned} $$
(c)
$$ \begin{aligned} & \text { Tekanan gas (unit } \left.\mathrm{m} \mathrm{H}_2 \mathrm{O}\right) \\ & =\text { Tekanan air }+ \text { tekanan atmosfera } \\ & =(0.36+10.3) \\ & =10.66 \mathrm{~m} \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} &\text { Tekanan gas (unit Pa) }\\ &\begin{aligned} & =h \rho g \\ & =(10.66) \times(1000) \times(9.81) \\ & =104575 \mathrm{~Pa} \end{aligned} \end{aligned} $$
Soalan 2:
Apakah kelebihan penggunaan manometer merkuri berbanding dengan manometer air?
Jawapan:
Kelebihan penggunaan merkuri berbanding dengan air:
– Boleh mengukur tekanan yang lebih tinggi sebab merkuri ialah cecair yang lebih tumpat.
– Tidak memerlukan tiub yang terlalu panjang.
– Kadar penyejatan merkuri lebih rendah daripada kadar penyejatan air.
Apakah kelebihan penggunaan manometer merkuri berbanding dengan manometer air?
Jawapan:
Kelebihan penggunaan merkuri berbanding dengan air:
– Boleh mengukur tekanan yang lebih tinggi sebab merkuri ialah cecair yang lebih tumpat.
– Tidak memerlukan tiub yang terlalu panjang.
– Kadar penyejatan merkuri lebih rendah daripada kadar penyejatan air.
Soalan 3:
Sebuah manometer merkuri disambungkan kepada sebuah silinder keluli yang mengandungi gas termampat. Tekanan gas termampat dan tekanan atmosfera masing-masing ialah 180 kPa dan 101 kPa. Hitungkan perbezaan ketinggian antara dua turus merkuri dalam manometer itu.
[Ketumpatan, Hg, ρ = 13 600 kg m–3 dan pecutan graviti, g = 9.81 m s–2]
Jawapan:
$$ \begin{aligned} &\text { Perbezaan antara tekanan gas termampat dan tekanan atmosfera, }\\ &\begin{aligned} & =180 \mathrm{kPa}-101 \mathrm{kPa} \\ & =79 \mathrm{kPa} \\ & =79000 \mathrm{~Pa} \end{aligned} \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} & h \rho g=79000 \\ & h \times(13600) \times(9.81)=79000 \\ & h=0.592 \mathrm{~m} \\ & h=59.2 \mathrm{~cm} \end{aligned} $$
Sebuah manometer merkuri disambungkan kepada sebuah silinder keluli yang mengandungi gas termampat. Tekanan gas termampat dan tekanan atmosfera masing-masing ialah 180 kPa dan 101 kPa. Hitungkan perbezaan ketinggian antara dua turus merkuri dalam manometer itu.
[Ketumpatan, Hg, ρ = 13 600 kg m–3 dan pecutan graviti, g = 9.81 m s–2]
Jawapan:
$$ \begin{aligned} &\text { Perbezaan antara tekanan gas termampat dan tekanan atmosfera, }\\ &\begin{aligned} & =180 \mathrm{kPa}-101 \mathrm{kPa} \\ & =79 \mathrm{kPa} \\ & =79000 \mathrm{~Pa} \end{aligned} \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} & h \rho g=79000 \\ & h \times(13600) \times(9.81)=79000 \\ & h=0.592 \mathrm{~m} \\ & h=59.2 \mathrm{~cm} \end{aligned} $$
