Kalor jenis dan anomali air

Kalor
jenis dan anomali air
– Berjumpa
lagi dalam blog penuh edukasi ini. Setelah sebelumnya membahas Suhu dan kalor, hukum-hukum termodinamika
serta perpindahan kalor,
maka pembahasan kali ini akan membahas konsep
kalor yang lain yakni kalor jenis dan peritiwa anomali air. Tahukah kalian
kenapa saat musim dingin, bagian atas air membeku sedangkan bagian bawah tidak?
Apa keuntungan anomali air bagi kehidupan mahluk terutama yang hidup di daerah
ektrim? Apa sih anomali air itu sendiri? Yuk simak pembahasan berikut ini!
Kalor jenis dan anomali air

Nah mengingat kembali, konsep seberapa
panas suatu benda disebut dengan TEMPERATUR atau SUHU. Jadi suhu merupakan suatu derajat panas/ kalor.
Sedangkan kalor adalah energi yang
ditransfer antara sistem dan lingkungan karena perbedaan suhu antara keduanya
dan disimbolkan dengan Q
.
Setiap zat memerlukan sejumlah energi per satuan massa yang
berbeda untuk mengubah suhunya sebesar 1° C, nah kalor Jenis ( disimbolkan c) dari suatu zat adalah ukuran dari
jumlah ini.
c= Q/m.T
dengan c= kalor jenis zat
Q= energi kalor yang dibutuhkan (joule)
m= massa benda (kg)
T= perubahan suhu (kelvin)
Adapun konsekuensi dari perbedaan kalor jenis tiap zat adalah
terjaidnya angin darat & laut. Mekanisme terjaidnya yakni:
1.     
Air laut memiliki kalor
jenis yang lebih tinggi dibandingkan daratan,
2.     
Pada hari yang panas, udara
di atas daratan panas lebih cepat,
3.     
Udara panas mengalir ke atas
dan udara yang dingin bergerak menuju pantai, sehingga terjadi angina darat
pada siang hari.
Untuk mengukur Kalor Jenis menggunakan alat calorimeter. Kalorimeter
adalah sebuah wadah yang terbuat dari bahan isolator yang baik yang
memungkinkan kesetimbangan termal terjadi antara zat tanpa adanya energi yang
hilang ke lingkungan.
Kemudian juga dikenal dengan pemuaian
termal/ panas
. Mengapa bisa terjadi, apa penyebabnya?
Pemuaian termal sebuah benda adalah konsekuensi dari perubahan jarak
rata-rata antara atom atau molekul. Pada suhu kamar, molekul bervibrasi dengan amplitude
yang kecil. Dengan pertambahan suhu, amplitudopun bertambah. Hal ini menyebabkan
seluruh bagian benda memuai.
Sebagian benda jika dipanaskan (suhu naik), maka volume benda akan
bertambah. Akan tetapi ada perbedaan pada zat cair atau air yang dikenal dengan
anomali air. Mengapa berbeda? Pada saat suhu air meningkat dari 0ºC sampai 4
ºC, air menyusut dan kerapatannya bertambah
. Di atas 4 ºC, air menunjukan
pemuaian yang sesuai dengan peningkatan suhu. Kerapatan/ massa jenis maksimum
dari air adalah 1000 kg/m3 pada 4 ºC. pada peristiwa anomaly air v
olume air  berkurang
akibat runtuhnya struktur Kristal ketika berubah dari fase padat (es) ke fasa cair.
Pada suhu sekitar 10oC struktur Kristal runtuh seluruhnya. Volume bertambah
akibat perenggangan molekul-molekul air pada saat suhunya meningkat.
Pertanyaan
muncul: Pada musim dingin, permukaan danau membeku, tetapi bagian bawah danau masih
berwujud cair, mengapa ini bisa terjadi? Apakah makhluk hidup masih bisa bertahan
pada kondisi seperti ini?
Adapun
m
ekanisme pembekuan
permukaan danau sebagai berikut:
Arus konveksi akan terus terjadi hingga suhu air di dasar
danau mencapai suhu 4oC. Ketika mencapai 4oC massa jenis air
akan paling tinggi, sehingga meskipun suhu air diatasnya lebih rendah dari 4oC,
arus konveksi tidak terjadi lagi. Permukaan air bagian atas akan turun hingga 0oC
dan membeku, sedangkan suhu air dalam danau akan meningkat terhadap kedalaman dari
0 hingga 4oC. itulah mengapa masih ada mahluk hidup yang mampu
bertahan selain mereka dilengkapi dengan organ tertentu untuk menyesuaikan
diri.
Titik
beku 0oC hanyalah berlaku pada air tawar (air yang tidak terkena
campuran zat lain). Pada air laut titik beku dipengaruhi oleh kandungan kadar
garam. Kandungan kadar garam lautan tidaklah sama. Garam dapat menurunkan titik
beku air. Titik beku pada air laut dengan kadar garam sebanyak 3,5% adalah
sekitar -1,9 C. Ikan (di daerah kutub), tubuhnya dilengkapi dengan
Protein yang dapat mencegah terjadinya pembentukan kristal es di sel darahnya,
yang dikenal dengan Antifreeze-Proteine (AFP). Tanpa adanya AFP darah
ikan akan membeku pada temperatur -0,9 C.

Bagaimana? Mudah dipahami bukan? Itulah penjelasan
tentang Kalor jenis dan anomali air.
Sekarang sudah paham bukan mengapa masih ada mahluk yang bisa hidup di air di
daerah kutub. Semoga bermanfaat dan terus berkunjung ke blog ini ya,,,   karena akan ada pembahasan materi Fisika
lainnya yang lebih menarik dan menantang. See
you guys
!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *