Konsep Fisika Udara Bertekanan

Udara bertekanan, sama seperti sistem penunjang lain, seperti Sistem Tata Udara, Air Murni ataupun Air untuk lnjeksi berdampak langsung pada kualitas produk, oleh sebab itu termasuk kriteria kritis dalam industri farmasi.

Sangat penting mengendalikan kualitas dari Sistem Udara Bertekanan yang digunakan dalam pembuatan produk farmasi, terutama udara bertekanan yang berkontak langsung dengan produk, agar mutu obat yang diterima oleh pasien terjaga.

Udara bertekanan dan gas lain seperti nitrogen yang digunakan dalam proses pembuatan bahan aktif dan pembuatan obat, jika tidak ditangani dengan tepat, akan mengontaminasi produk.

Hukum Udara Bertekanan

Hukum Boyle, Hukum Boyle mendeskripsikan kebalikan hubungan proporsi antara tekanan absolut dan volume udara, jika suhu tetap konstan dalam sistem tertutup. Hukumnya sendiri berbunyi:

Untuk jumlah tetap gas ideal tetap di suhu yang sama, P [tekanan] dan V [volume] merupakan proporsional terbalik (di mana yang satu ganda, yang satunya setengahnya).

Sebuah animasi menunjukkan hubungan antara tekanan dan volume di mana jumlah dan suhu tetap konstan.

Hukum Pascal, Hukum Pascal dinyatakan oleh seorang filsuf sekaligus ilmuwan Prancis, Blaise Pascal (1623-1662) menyatakan bahwa:

“Jika tekanan eksternal diberikan pada sistem tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.”

hukum pascal pada hidrolik

Perhatikan gambar mekanisme hidrolik di atas. Karena cairan tidak dapat ditambahkan ataupun keluar dari sistem tertutup, maka volume cairan yang terdorong di sebelah kiri akan mendorong piston (silinder pejal) di sebelah kanan ke arah atas. Piston di sebelah kiri bergerak ke bawah sejauh h1 dan piston sebelah kanan bergerak ke atas sejauh h2. Sesuai hukum Pascal, maka:

F2=F1

A_2h_2 = A_1h_1

Hukum Bernoulli, Adapun pernyataan Hukum Bernoulli adalah jumlah dari tekanan, energi kinetik tiap volume, dan energi potensial tiap volume di setiap titik sepanjang aliran fluida adalah sama.

Hukum ini ternyata bisa diaplikasikan untuk berbagai jenis aliran fluida asalkan memenuhi syarat berikut ini.

  1. Fluidanya tidak dapat dimampatkan (incompressible).
  2. Fluidanya tidak memiliki viskositas.
  3. Aliran fluidanya tetap (steady).
  4. Aliran fluidanya berjenis laminar (tetap dan tidak membentuk pusaran).
  5. Tidak ada hilang energi akibat gesekan antara fluida dan dinding serta turbulen.
  6. Tidak ada transfer energi kalor.

Persamaan Hukum Bernoulli berkaitan dengan tekanan, kecepatan, dan perbedaan ketinggian fluida. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut.

Secara matematis, Hukum Bernoulli dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

P1= tekanan di pipa 1 (N/m2);

P2= tekanan di pipa 2 (N/m2);

ρ1 = massa jenis pipa 1 (kg/m3);

ρ2 = massa jenis pipa 2 (kg/m3);

v1 = kecepatan fluida di pipa 1 (m/s);

v2 = kecepatan fluida di pipa 2 (m/s);

h1 = ketinggian penampang pipa 1 dari titik acuan (m);

h= ketinggian penampang pipa 2 dari titik acuan (m); dan

g = percepatan gravitasi (m/s2).

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *