Bejana Berhubungan

Bejana berhubungan adalah suatu wadah atau bejana yang tidak memiliki sekat atau saling berhubungan. Jika bejana ini diisi zat cair yang sejenis, maka permukaan zat cair ini akan sama tinggi. Namun, jika zat cair yang diisikan berbeda jenis, maka permukaannya tidak akan sama tinggi.

Bejana Berhubungan

Pernahkah kita melihat dua bejana atau lebih yang bagian dasarnya saling berhubungan? Bagaimana keadaan zat cair yang diisikan ke dalam bejana berhubungan? Air dalam bejana berhubungan selalu membentuk permukaan datar. Hal ini sesuai dengan hukum bejana berhubungan yang berbunyi jika bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama dan dalam keadaan seimbang atau diam maka permukaan zat cair terletak pada satu bidang datar.

Sifat bejana berhubungan tidak berlaku dalam kondisi berikut ini.

Sifat bejana berhubungan

1. Bejana berhubungan berisi lebih dari satu macam zat cair yang tidak dapat bercampur, zat cair yang massa jenisnya lebih kecil permukaannya lebih tinggi;
2. Salah satu mulut bejana berhubungan tertutup sehingga tekanan di permukaan zat cair tidak sama, permukaan zat cair dalam bejana yang mulutnya tertutup lebih tinggi dibandingkan dengan permukaan zat cair pada mulut bejana yang tidak tertutup;
3. Jika dalam bejana berhubungan terdapat pipa kapiler;
4. jika zat cair dalam bejana berhubungan digoncang-goncangkan atau zat cairnya bergerak.

Jika bejana berhubungan diisi dengan dua macam zat cair yang  tidak dapat bercampur, bagaimana permukaan zat cair itu? Perbandingan tinggi setiap zat cair dapat dicari dengan hukum utama hidrostatika.

Perbedaan Jenis zat cair dalam bejana berhubungan

Jika kita perhatikan, permukaan minyak dan permukaan air tidak mendatar dan kedua pemukaan tersebut tidak sejajar. Permukaan minyak akan lebih tinggi daripada permukaan air karena adanya perbedaan massa jenis zat cair dalam kedua pipa, yaitu massa jenis minyak yang lebih kecil daripada massa jenis air.

Berdasarkan pengertian tekanan hidrostatis, maka tekanan yang dilakukan zat cair yang sejenis pada kedalaman yang sama adalah sama besar. Dengan menerapkan pengertian tekanan hidrostatis dan membuat bidang batas antara zat cair yang berbeda jenis diperoleh:

P₁ = P₂ atau ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂

Misalnya, suatu bejana berhubungan diisi dua macam zat cair yang tidak dapat bercampur dengan berat jenis masing-masing s₁ dan s₂. Tarik garis pada batas permukaan kedua zat cair itu (garis AB). Sesuai dengan hukum utama hidrostatika, tekanan di A sama dengan tekanan di B.

Jadi,

P_A = P_B
h₁ s₁ = h₂ s₂
h₁ ρ₁ g = h₂ ρ₂ g
h₁ ρ₁ = h₂ ρ₂ atau h₁ : h₂ = ρ₁ : ρ₂

dengan:

ρ₁ = massa jenis zat cair pertama
ρ₂ = massa jenis zat cair kedua
h₁ = tinggi permukaan zat cair pertama di atas batas
h₂ = tinggi permukaan zat cair kedua di atas batas

Benda Dengan Sifat Bejana Berhubungan

Peralatan sehari-hari yang menggunakan prinsip bejana berhubungan misalnya teko dan alat penyemprot tanaman.