Fluida Dapat Dipegang
Fluida Dapat Dipegang. Kita biasanya menganggap gas seperti udara, oksigen, dan nitrogen sebagai fluida yang dapat dipadatkan karena densitas gas dapat berubah secara signifikan dengan perubahan tekanan dan suhu. Oleh karena itu, meskipun Persamaan 2.4 berlaku pada suatu titik dalam gas, penting untuk mempertimbangkan kemungkinan variasi dalam 𝛾 sebelum persamaan dapat diintegrasikan. Namun, seperti yang dibahas dalam Bab 1, berat jenis gas umumnya kecil jika dibandingkan dengan berat jenis cairan. Sebagai contoh, berat jenis udara pada permukaan laut dan suhu 60 °F adalah 0,0763 lb/ft³, sedangkan berat jenis air dalam kondisi yang sama adalah 62,4 lb/ft³. Karena berat jenis gas relatif kecil, maka dari Persamaan 2.4, gradien tekanan dalam arah vertikal juga relatif kecil, dan bahkan dalam jarak beberapa ratus kaki, tekanan akan tetap essensial konstan untuk gas. Ini berarti kita dapat mengabaikan efek perubahan elevasi pada tekanan untuk gas yang diam dalam tangki, pipa, dan sebagainya di mana jarak yang terlibat kecil.
Untuk situasi di mana variasi ketinggian besar, dalam rentang ribuan kaki, perhatian harus diberikan pada variasi berat jenis. Seperti yang dijelaskan dalam Bab 1, persamaan keadaan untuk gas ideal (atau sempurna) adalah
di mana p adalah tekanan absolut, R adalah konstanta gas, dan T adalah suhu absolut. Hubungan ini dapat digabungkan dengan Persamaan 2.4 untuk memberikan
dan dengan memisahkan variabel-variabel
di mana g dan R diasumsikan tetap selama perubahan elevasi dari z1 ke z2 . Meskipun percepatan gravitasi, g, bervariasi dengan ketinggian, variasinya sangat kecil (lihat Tabel C.1 dan C.2 di Lampiran C), dan g biasanya diasumsikan tetap pada beberapa nilai rata-rata untuk rentang ketinggian yang terlibat.
Sebelum menyelesaikan integrasi, seseorang harus menentukan sifat variasi suhu dengan elevasi. Misalnya, jika kita mengasumsikan bahwa suhu memiliki nilai konstan T dalam rentang z1 hingga z2 (kondisi isoterma), maka dari Persamaan 2.9 dapat disimpulkan bahwa
Persamaan ini menyediakan hubungan tekanan–ketinggian yang diinginkan untuk lapisan isoterma. Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di margin, bahkan untuk perubahan ketinggian 10.000 kaki, perbedaan antara kondisi suhu konstan (isoterma) dan kondisi kepadatan konstan (tidak dapat dipadatkan) relatif kecil. Untuk kondisi non-isoterma, prosedur serupa dapat diikuti jika hubungan suhu–ketinggian diketahui, seperti yang dibahas dalam bagian berikutnya.
