Keajaiban air (2)

Mei 11, 2007

Pengatur suhu di Bumi

Air menstabilkan suhu udara dengan menyerap panas dari udara yang lebih hangat dan kemudian melepaskannya keudara yang lebih dingin. Air cukup efektif untuk menyimpan panas karena dapat menyimpan dan melepaskan panas dalam jumlah besar, dengan hanya mengalami sedikit perubahan suhu.

Panas adalah ukuran kuantitas total energi kinetik yang diakibatkan oleh pergerakan molekuler dalam suatu materi. suhu mengukur besarnya intensitas panas yang ditimbulkan oleh rata-rata energi kinetik molekul. Pada saat rata-rata kecepatan molekul meningkat, termometer akan mengukur adanya peningkatan suhu. ada hubugan antara panas dan suhu, tetapi keduanya tidak sama. seorang perenang yang berenang menyebrangi selat inggris memiliki suhu lebih tinggi dari pada air lautnya. tetapi lautan itu memiliki panas jauh lebih banyak daripada perenang itu karena volumenya lebih besar.

Apabila dua objek dengan suhu berbeda di dekatkan, panas akan merambat dari objek yang lebih hangat ke objek yang lebih dingin, sampai kedua objek tersebut memiliki suhu yang sama. Es mendinginkan minuman bukan dengan mengalirkan dingin kecairan tersebut, tetapi dengan menyerap panas dari cairan ketika es tersebut mencair.

Suatu kalor adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 gr air sebesar 1 derajat celcius. sebaiknya, suatu kalor adalah jumlah panas yang dilepaskan oleh 1 gr air unuk menurunkan panas sebesar 1 derajat celcius.

Oleh karena panas jenisnya tinggi air yang menutupi sebagian besar bumi dapat mengatur fluktuasi suhu di daratan dan dilautan dalam batasan yang dapat mempertahankan kehidupan. diamping itu, karena organisme-organisme tersusun dari sebagian besar air, mereka lebih tahan menghadapi perubahan suhu mereka sendiri dibanding jika mereka tersusun dari cairan dengan panas jenis yang lebih kecil.

Panas penguapan adalah sejumlah panas yang harus diserap oleh 1 gr cairan supaya dapat berubah dari wujud cair ke wujud gas.

Panas peguapan air yang tinggi membantu menstabilkan iklim di bumi. sejumlah besar panas matahari di serap oleh lautan tropis dan digunakan dalam penguapan air di permukaan laut tersebut. Kemudian udara tropis yang lembab berputar menuju kutub, dan energi panas akan dilepaskan ketika udara lembab tersebut terkondensasi membentuk hujan.

Ketika cairan menguap, permukaan cairan yang tidak menguap akan tetap dingin, pendinginan melalui penguapan ini terjadi karena molekul terpanas, yaitu molekul yang memiliki energi kinetik terbesar, adalah molekul yag paling mungkin lepas sebagai gas.

Pendinginan air melalui penguapan berperan pada kestabilan suhu di danau dan kolam dan juga memberikan suatu mekanisme yang dapat mencegah organisme darat dari overheating. misalnya, penguapan air dari dua tumbuhan membantu jaringan-jaringan dalam daun tersebut agar tidak terlalu panas karena sinar matahari. Penguapan keringat pada kulit manusia mengurangi panas tubuh dan mampu mencegah kepanasan pada saat cuaca panas atau ketika dihasilkan panas berlebih dari aktifitas yang tinggi.

Kita Harus Berkeringat

Sifat termal air memungkinkan kita membuang panas berlebihan dari tubuh dengan cara berkeringat.

Untuk memahaminya, Anda harus mendapatkan sedikit latar belakang. Semua mamalia memiliki suhu tubuh relatif sama. Meskipun bervariasi, itu tidak terlalu mencolok dan suhu tubuh mamalia berkisar antara 35o- 40oC. Suhu tubuh manusia sekitar 37oC dalam kondisi normal. Ini merupakan suhu kritis dan mutlak harus dijaga agar tetap konstan. Jika suhu tubuh Anda menurun hanya beberapa derajat, banyak fungsi vital tubuh akan gagal. Jika suhu tubuh meningkat meskipun hanya beberapa derajat, seperti yang terjadi ketika kita sakit, pengaruhnya bisa membahayakan. Suhu tubuh yang bertahan di atas 40oC dapat membawa kematian.

Singkatnya, suhu tubuh kita memiliki keseimbangan yang sangat kritis dan tidak memungkinkan variasi.

Akan tetapi, tubuh kita memiliki masalah serius: tubuh aktif setiap saat. Semua gerak fisik, seperti halnya gerak mesin, memerlukan produksi energi untuk tetap aktif. Namun kapan saja energi dihasilkan, panas selalu dikeluarkan sebagai produk sampingan. Anda bisa melihatnya dengan mudah untuk diri sendiri. Letakkan buku ini, dan lari sepuluh kilometer di bawah terik matahari dan lihat betapa panasnya tubuh Anda.

Tetapi kenyataannya, jika Anda memikirkannya, Anda akan menyadari bahwa Anda sama sekali tidak menjadi sepanas yang seharusnya. .

Satuan panas adalah kalori. Orang normal yang berlari 10 kilometer dalam satu jam akan menghasilkan sekitar 1.000 kalori panas. Panas itu harus dilepaskan dari tubuh. Jika tidak, Anda akan pingsan sampai koma sebelum Anda menyelesaikan kilometer pertama.

Namun bahaya tersebut dihindari oleh sifat air ini.

Yang pertama adalah kapasitas termal air. Artinya, untuk meningkatkan suhu air, diperlukan panas yang tinggi. Tubuh kita terdiri atas 70% air, tetapi berkat kapasitas termalnya, air itu tidak menjadi panas dengan cepat. Bayangkan sebuah gerakan yang meningkatkan panas tubuh sebesar 10oC. Jika tubuh kita mengandung alkohol alih-alih air, gerakan yang sama akan meningkatkan suhu tubuh 20oC, dan untuk zat lain dengan kapasitas termal lebih rendah, keadaan bahkan akan lebih buruk: menaikkan 50oC untuk garam, 100oC untuk besi, dan 300oC untuk timbal. Kapasitas termal air yang tinggi lah yang mencegah terjadinya perubahan panas sebesar itu.

Namun, bahkan kenaikan 10oC akan fatal, seperti telah disebutkan di atas. Untuk mencegahnya, sifat kedua air-panas laten-berperan di sini.

Untuk menjaga tubuh tetap sejuk terhadap panas yang dihasilkan, tubuh menggunakan mekanisme keringat. Ketika kita berkeringat, air menyebar di permukaan kulit dan dengan cepat menguap. Tetapi karena panas laten air sangat besar, penguapan itu membutuhkan panas yang besar pula. Panas tersebut tentu saja diambil dari tubuh sehingga kita tetap sejuk. Proses penyejukan ini begitu efektif sehingga terkadang menyebabkan kita merasa kedinginan meskipun cuaca agak panas.

Karena itulah, seseorang yang telah berlari sejauh sepuluh kilometer akan berkurang suhu tubuhnya sampai 6oC sebagai akibat penguapan air satu liter saja. Semakin banyak energi yang dikeluarkannya, semakin meningkat suhu tubuhnya, namun pada saat yang sama, semakin banyak dia berkeringat dan menjadi sejuk. Di antara faktor-faktor yang membuat sistem pengatur panas tubuh bekerja seluar biasa ini, yang utama adalah sifat termal air. Tidak ada zat cair lain akan menyediakan sistem pengeluaran keringat seefesien air. Contohnya, jika alkohol menggantikan air, pengurangan panas hanya sebesar 2,2oC; bahkan pada amonia, hanya sebesar 3,6oC.

Terdapat aspek penting lain dalam hal ini. Jika panas yang dilepaskan dalam tubuh tidak dibawa ke permukaan, yaitu ke kulit, baik kedua sifat air maupun proses pengeluaran keringat tidak akan berguna. Karena itulah struktur tubuh juga harus menjadi penghantar panas yang baik. Pada poin inilah, satu lagi sifat penting air berperan: Tidak seperti zat cair lainnya, air memiliki kapasitas sangat tinggi untuk konduktivitas termal, yaitu kemampuan menghantarkan panas. Karena alasan ini, tubuh membawa panas yang dihasilkan di dalamnya ke kulit. (Saluran darah dekat kulit melebar untuk tujuan ini dan itulah sebabnya kita memerah ketika terlalu panas.) Jika konduktivitas termal air berkurang separo atau sepertiganya, laju penghantaran panas ke kulit akan jauh lebih lambat, dan ini akan membuat bentuk kehidupan kompleks seperti mamalia tidak mungkin hidup.

Semua itu menunjukkan bahwa sifat termal air yang sangat berbeda bekerja sama untuk mencapai tujuan yang sama: mendinginkan tubuh makhluk hidup yang kompleks seperti manusia. Air adalah zat cair yang dirancang khusus untuk tugas ini.

Satu Tanggapan to “Keajaiban air (2)”

  1. daus Says:

    sip bgt penjelasannya…..
    membentu q mencari refrensi…


Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: