Barometer adalah Alat Ukur Tekanan Udara, Begini Cara Kerjanya

Sejarah penemuan barometer didasarkan pada kontribusi penting dari seorang fisikawan Italia bernama Evangelista Torricelli. Torricelli lahir pada 15 Oktober 1608 di Faenza, Italia. Torricelli pernah bekerja sebagai sekretaris ilmuwan terkenal Galileo Galilei, hingga akhirnya menggantikannya sebagai ahli matematika dan profesor matematika setelah Galileo meninggal pada tahun 1641. Salah satu pencapaian penting Torricelli adalah penemuan barometer air raksa pada tahun 1643.

Istilah "barometer" sendiri diperkenalkan oleh seorang ilmuwan alam Irlandia bernama Robert Boyle antara tahun 1665 dan 1666. Kata "barometer" berasal dari bahasa Yunani, dengan "baros" berarti berat dan "metron" berarti ukuran, sehingga "barometer" berarti ukuran berat udara.

Eksperimen Torricelli, yang dikenal sebagai "Torricelli Experiment," melibatkan penggunaan tabung kaca panjang sekitar 1 meter yang diisi dengan air raksa dan kemudian dihadapkan ke atas. Setelah menutup ujung tabung dengan jempol tangannya, ia membalikkan tabung, melepaskan jempolnya, dan menurunkan ujung tabung ke dalam sebuah wadah berisi air raksa. 

Hasilnya adalah munculnya "ruang hampa" udara di bagian atas tabung, yang selanjutnya disebut sebagai "ruang hampa Torricelli." Torricelli memperhatikan bahwa tinggi air raksa dalam tabung selalu berubah, dan inilah yang akhirnya mengungkapkan bahwa perubahan ini terkait dengan tekanan udara. Tinggi air raksa ini selalu tetap pada sekitar 76 cm dan menjadi pengukuran pertama tentang tekanan atmosfer yang dikenal sebagai satu atmosfer.

Selain menemukan barometer, Torricelli juga menemukan Hukum Torricelli yang berhubungan dengan aliran cairan melalui celah dengan ketinggian yang berbeda, yang kemudian menjadi dasar bagi prinsip Bernoulli. Torricelli mengirimkan surat tentang penemuannya kepada Michelangelo Ricci di Roma pada tahun 1644. 

Sayangnya, ia meninggal dunia akibat demam tifoid pada 22 Oktober 1647, ketika sedang bersiap untuk mempublikasikan temuannya. Namun, penemuan dan kontribusinya dalam bidang ilmu pengetahuan terus berdampak dan dihormati hingga hari ini.

Barometer adalah sebuah alat yang sangat relevan dalam pemantauan dan pengukuran tekanan atmosfer.  Alat ini secara umum terbagi menjadi barometer basah dan barometer aneroid kering. Barometer basah beroperasi dengan menggunakan kolom berisi cairan yang umumnya berupa merkuri dalam tabung tertutup sebagai indikator tekanan udara. 

Ketika tekanan atmosfer berubah, tinggi kolom merkuri juga berubah. Ketika tekanan udara turun, kolom merkuri naik, dan sebaliknya. Perubahan tinggi kolom merkuri ini terlihat pada skala yang tertera pada tabung. Barometer merkuri telah digunakan selama berabad-abad, tetapi penggunaan merkuri telah menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan.

Sedangkan, barometer kering tidak melibatkan penggunaan cairan apapun. Alat ini bekerja berdasarkan perubahan volume dalam sebuah ruang logam tertutup yang dapat mengembang dan berkontraksi sesuai dengan perubahan tekanan atmosfer. Ketika tekanan udara meningkat, ruang logam akan berkontraksi, dan ketika tekanan udara menurun, ruang logam akan mengembang. 

Perubahan ini menggerakkan jarum penunjuk pada skala yang menunjukkan tekanan udara saat itu. Barometer aneroid dianggap lebih aman, praktis, dan ramah lingkungan karena tidak menggunakan merkuri dan tidak menghadirkan risiko yang sama.

Perkembangan teknologi telah membawa ke era barometer digital yang sangat cepat dan akurat dalam mengukur tekanan udara. Barometer digital memiliki berbagai keunggulan dalam hal kecepatan dan akurasi pengukuran. Dalam era modern, mereka sering digunakan dalam meteorologi, navigasi, dan berbagai aplikasi industri, menggantikan secara bertahap barometer aneroid dan merkuri.

Ada banyak sekali jenis-jenis barometer yang semua itu memiliki fungsi dan manfaat tersendiri, berikut diantaranya.

1. Barometer Air Raksa/Merkuri

Barometer merkuri menggunakan kolom merkuri dalam sebuah tabung kaca sebagai indikator tekanan atmosfer. Ketika tekanan udara turun, kolom merkuri dalam tabung kaca juga turun, dan sebaliknya. Perubahan ini memberikan petunjuk tentang perubahan cuaca, khususnya potensi badai.

2. Barometer Air

Barometer air menggunakan air dalam cerat sebagai indikator tekanan atmosfer. Ketika tekanan atmosfer rendah, level air dalam cerat akan naik melebihi permukaan air dalam wadah kaca. Sebaliknya, jika level air dalam cerat turun, itu menandakan tekanan atmosfer yang lebih tinggi.

3. Barometer Aneroid

Barometer aneroid terbuat dari paduan berilium dan tembaga. Ini bekerja berdasarkan perubahan volume dalam wadah logam tertutup yang mengembang dan berkontraksi sesuai dengan perubahan tekanan atmosfer. Barometer aneroid adalah alternatif yang lebih aman daripada barometer merkuri karena tidak melibatkan penggunaan merkuri.

4. Barograf

Barograf adalah jenis barometer aneroid yang tidak hanya membaca tekanan atmosfer, tetapi juga merekamnya selama periode waktu tertentu. Ini biasanya digunakan untuk memantau perubahan tekanan atmosfer secara kontinu. Alat ini memiliki mekanisme yang menghasilkan catatan grafik dari perubahan tekanan udara selama waktu.

5. Digital Barometer

Barometer digital adalah bentuk modern dari alat pengukur tekanan atmosfer. Mereka menggunakan teknologi digital untuk memberikan pengukuran tekanan udara yang akurat. Barometer digital lebih efisien dan praktis dalam mendapatkan data cuaca yang cepat dan akurat, terutama di stasiun cuaca modern.