HIDROLIKA 3

ENERGI AIR DAN PERSAMAAN BERNOULLI

Oleh : Gigih Yuli Asmara, ST.

Staf NRW

a.       Energi Air

               Setiap benda / zat mempunyai energi atau dengan kata lain setiap benda mempunyai kemampuan untuk melakukan kerja, begitu juga air mempunyai energi. Energi air merupakan salah satu dasar Hidrolika Perpipaan.

               Untuk memberi gambaran yang mudah mengenai pengertian energi bisa diperhatikan contoh berikut ini :

1.      Sebuah batu kita lempar ke atas sehingga dapat menempuh jarak dengan kecepatan tinggi, yang berarti batu tersebut mempunyai energi kecepatan karena bila mengenai kaca jendela dapat memecahkannya, berarti dapat melakukan kerja.

2.      Setelah batu tersebut menempuh ketinggian tertentu akan kembali jatuh / bergerak turun yang berarti batu tersebut mempunyai energi ketinggian karena bila mengenai kaca yang ada di bawah bisa pecah, berarti dapat melakukan kerja.             

               Sama dengan contoh di atas, maka air juga dapat mempunyai bentuk energi kecepatan dan energi ketinggian.

               Air merupakan zat berbentuk cairan, maka air juga dapat ditekan di dalam pipa, maka air juga mempunyai bentuk energi tekanan, karena bila tekanannya lebih besar dari kekuatan pipa dapat memcahkan pipa, berarti dapat melakukan kerja.

               Dengan begitu air mempunyai 3 ( tiga ) bentuk energi yakni :

i.        Energi kecepatan

ii.      Energi ketinggian

iii.    Energi tekanan

Secara matemetika besarnya energi tersebut dinyatakan sebagai berikut :

                                                               

i.    Energi kecepatan         =      V²   / 2g

                                                           

                                      

ii.   Energi ketinggian          =     h

                                               

iii.  Energi tekanan              =   P / W

                                                             

Dimana   :

V   =    Kecepatan Aliran ( m/dt )

g    =    Percepatan Gravitasi Bumi ( m/dt² )

h    =    Ketinggian ( m )

P    =    Tekanan ( N/m² )

W  =    Berat Jenis Air ( N/m³ )

Dalam system satuan SI semua bentuk energi air dinyatakan dalam satuan meter     ( m ), sehingga energi tekanan dapat juga disebut sebagai tinggi tekan atau ketinggian tekanan atau pressure head.

b.      Persamaan Bernoulli

            Pada dasarnya suatu energi tidak dapat hilang tetapi dapat berubah bentuk misalnya energi kecepatan dapat dirubah bentuk menjadi energi ketinggian dan sebaliknya, energi tekanan dapat berubah bentuk menjadi energi kecepatan dan sebaliknya.

            Untuk membayangkan bagaimana perubahan bentuk energi tersebut bias memperhatikan contoh batu yang dilempat tadi ( pembahasan sebelumnya ).

            Ketiga bentuk energi ini dapat dijumlahkan yang disebut energi total yakni :

Energi Total   =   Energi Kecepatan   +   Energi Tekanan   +   Energi Ketinggian

atau ditulis :

           H =      V² / 2g    +  P / W + h

           

            Adapun teori kekekalan energi dari Bernoulli berbunyi ” Jika tidak ada energi yang masuk atau yang keluar di dalam suatu sistem, kecuali yang melalui potongan 1 – 1 dan 2 – 2  pada bentuk gambar di bawah ini, maka energi totalnya tetap konstan.

                           Kekekalan  energi dari teori Bernoulli ini selanjutnya biasa disebut sebagai Persamaan Bernoulli.