TUGAS MAKALAH FISIKA DASAR II B PANAS

KELEMBABAN

ARYA GAMMA ADITIA

0906529615

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS INDONESIA

Kelembaban

Dalam atmosfer senantiasa terdapat uap air. Kadar uap air dalam udara

disebut kelembaban. Kadar ini selalu berubah-ubah tergantung pada temperatur

udara setempat. Kelembaban udara adalah persentase/konsentrasi kandungan uap

air dalam udara. Massa udara lembab adalah total massa dari seluruh gas-gas

atmosfer yang terkandung, termasuk uap air, jika massa uap air tidak diikutkan,

maka disebut sebagai massa udara kering.

Untuk mengukur tekanan uap air dapat digunakan persamaan Hukum Gas Ideal :

ea = Tekanan uap air (mb)

R = Tetapan gas umum (8.3143 J K-1 mol -1)

T = suhu mutlak (K)

V = volume udara (m3)

Karena jumlah mol adalah n = m/Mv dan Mv = 18.016 untuk uap (H2O), serta ρv =

mv /V, maka

Berdasarkan persamaan di atas, maka tekanan uap ditentukan oleh kerapatan uap

air (ρv ) serta suhu udara (T).

Angka konsentasi uap air di udara dapat diekspresikan dalam kelembapan

absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif. Kelembaban absolut

mendefinisikan massa dari uap air pada volume tertentu campuran udara atau gas,

dan umumnya dilaporkan dalam gram per meter kubik (g/m3). Kelembapan spesifik

adalah metode untuk mengukur jumlah uap air di udara dengan rasio terhadap uap

air di udara kering. Perbandingan antara massa uap air (mv), dengan massa udara

lembab, yaitu massa udara kering (md) bersama-sama uap air tersebut (mv)

Nisbah campuran (r) (mixing ratio), massa uap air dibandingkan dengan massa

udara kering

Ketika kita membicarakan kelembaban, kita membicarakan banyaknya uap

air diudara. Pada gas seperti udara, yang merupakan campuran dari beberapa jenis

gas, tekanan total adalah jumlah dari tekanan parsial. Tekanan parsial yang kita

maksudkan adalah tekanan yang diberikan setiap gas jika ia sendiri mengisi volume

terssebut secara keseluruhan. Tekanan parsial air bisa mencapai nol dan dapat

bervariasi sampai maksimum yang sama dengan tekanan uap jenuh air pada

temperatur tertentu. Dan Kelembaban relatif adalah istilah yang digunakan untuk

menggambarkan jumlah uap air yang terkandung di dalam campuran air-udara

dalam fasa gas. Kelembaban relatf dari suatu campuran udara-air didefinisikan

sebagai rasio dari tekanan parsial uap air dalam campuran terhadap tekanan uap

jenuh air pada temperatur tersebut. Kelembaban relatif menggunakan satuan persen

dan dihitung dengan cara berikut:

di mana:

adalah kelembaban relatif campuran;

adalah tekanan parsial uap air dalam campuran; dan

adalah tekanan uap jenuh air pada temperatur tersebut dalam

campuran.

Persamaan untuk mencari

= 6.1078 e (17.239 T/(T + 273)

T = suhu Udara (o C)

Bila RH 100% maka, = , tergantung pada suhu udara (T).

Makin tinggi suhu (T), kapasitas untuk menampung uap air/ meningkat.

Pada yang tetap. RH akan lebih kecil bila suhu udara meningkat, sebaliknya

RH makin tinggi bila suhu udara rendah.

Perbandingan antara suhu (T) dengan kelembaban relatif (RH)

Temperature Degrees Celsius Vapor (g) per Kilogram of Dry Air

50 88.12

40 49.81

30 27.69

20 14.85

10 7.76

0 3.84

Defisit Tekanan Uap Air (vpd)

vpd = es - ea

Selisih antara tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap aktualnya, Semakin tinggi

defisit uap air, maka udara semakin kering.

Alat untuk mengukur kelembapan disebut higrometer.

Higrometer (alat untuk mengukur kelembaban udara)

Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembapan udara dalam

sebuah bangunan dengan sebuah pengawalembap (dehumidifier). Dapat

dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara.

Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan

suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3%

pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C (32 °F).

Kapasitas udara untuk menampung uap air tersebut (pada keadaan jenuh)

ditentukan oleh suhu udara. Sedangkan defisit tekanan uap air adalah selisih antara

tekanan uap jenuh dan tekanan uap aktual. Masing-masing pernyataan kelembaban

udara tersebut mempunyai arti dan fungsi tertentu dikaitkan dengan masalah yang

dibahas (Handoko, 1994). Semua uap air yang ada di dalm udara berasal dari

penguapan. Penguapan adalah perubahan air dari keadaan cair kekeadaan gas.

Pada proses penguapan diperlukan atau dipakai panas, sedangkan pada

pengembunan dilepaskan panas. Seperti diketahui, penguapan tidak hanya terjadi

pada permukaan air yang terbuka saja, tetapi dapat juga terjadi langsung dari tanah

dan lebih-lebih dari tumbuh-tumbuhan. Penguapan dari tiga tempat itu disebut

dengan Evaporasi (Karim, 1985).

Kelembaban udara dalam ruang tertutup dapat diatur sesuai dengan

keinginan. Pengaturan kelembaban udara ini didasarkan atas prinsip kesetaraan

potensi air antara udara dengan larutan atau dengan bahan padat tertentu. Jika ke

dalam suatu ruang tertutup dimasukkan larutan, maka air dari larutan tersebut akan

menguap sampai terjadi keseimbangan antara potensi air pada udara dengan

potensi air larutan. Demikian pula halnya jika hidrat kristal garam-garam (salt cristal

bydrate) tertentu dimasukkan dalam ruang tertutup maka air dari hidrat kristal garam

akan menguap sampai terjadi keseimbangan potensi air (Lakitan, 1994).

Manusia sensitif terhadap kelembaban. Kelembaban relatif sebesar 40-50

persen biasanya optimum untuk kesehatan maupun kenyamanan. Kelembaban

tinggi, terutama pada hari yang panas, memperkecil penguapan cairan dari kulit,

yang merupakan satu mekanisme tubuh yang vital untuk mengatur temperatur

tubuh. Kelembaba yang sangat rendah, di pihak lain, dapat menyebabkan efek

pengeringan pada kulit dan selaput lendir.

Kelembaban yang tepat harus dipertahankan untuk mencegah kerusakan

lukisan, kaset rekaman, dan berbagai benda sensitif lainnya. Dengan demikian

perancangan sistem pemanasan dan pendinginan untuk gedung-gedung harus

memperrhitungkan tidak saja pemanasan dan pendinginan tetapi juga pengendalian

kelembaban relatif.

Tekanan Uap Jenuh dari Air

Tekanan Uap Jenuh

Temperatur (°C) torr (mmHg) Pa (N/m²)

-50 0,03 4

-10 1,95 260

0 4,58 611

5 6,54 872

10 9,21 1230

15 12,8 1710

20 17,5 2330

25 23,8 3170

30 31,8 4240

40 55,3 7370

50 92,5 12300

60 149 19900

70 234 31200

80 355 47300

90 526 70100

100 760 101000

120 1489 199000

150 3570 476000

Udara menjadi jenuh dengan uap air ketika tekanan parsial air diudara sama

dengan tekanan uap jenuh pada temperatur itu. Jika tekanan parsial air melebihi

tekanan uap jenuh, udara dikatakan menjadi superjenuh. Situasi ini dapat terjadi

ketika temperatur 30°C dan tekanan parsial air sebesar 21 torr yang berarti

kelembaaban 66 persen sebagaimana kita lihat pad contoh penghitungan berikut

Sekarang misalkan temperatur turun, katakanlah,menjadi 20°C, sebagaimana bisa

terjadi jika malam tiba. Dari tabel perbandingan Uap Jenuh dari Air kita lihat bahwa

tekanan uap jenuh air pada 20°C adalah 17,5 torr. Berarti kelembaban relatif akan

lebih besar dari 100 persen, dan udara yang superjenuh tidak dapat menahan air

sebanyak ini. Kelebihan air berkondensasi dan muncul sebagai embun. Proses ini

juga mengakibatkan terbentuknya kabut, awan, dan hujan.

Ketika udara yang berisi sejumlah air didinginkan, akan dicapai suatu

temperatur dimana tekanan parsial air sama dengan tekanan uap jenuh. Saat ini

disebut titik embun. Pengukuran titik embun merupakan cara yang paling akurat

untuk menetukan kelembaban relatif. Satu metode menggunakan permukaan logam

yang mengkilat yang kontak dengan udara, dan secara perlahan didinginkan.

Temperatur dimana cairan mulai timbul dipermukaan merupakan titik embun, dan

tekanan parsial air kemudian bisa didapat dari tabel tekanan uap jenuh. Jika,

misalnya, pada suatu hari besarnya temperatur adalh 20°C, dan titik embun adalah

5°C, maka tekanan parsial air di udara pada awalnya adalah 6,54 torr, sementara

tekanan uap jenuhnya adalah 17,5 torr, berarti kelembaban relatif adalah

Metode yang lebih cocok tetapi kurang akurat untuk mengukur kelembaban

relatif adalah yang disebut dengan nama teknik bola-basah-bola-kering, yang

menggunakan dua temometer. Satu bola termometer dipasang pada jaket kain ketat

yang basah. Peralatan ini diayunkan di udara: makin rendah kelembaban, makin

banyak penguapan yang terjadi dari bola basah, menyebabkan pembacaan

temperatur menjadi lebih kecil. Perbandingan pembacaan temperatur pada

termometer bola basah dan termometer (biasa) yang kering dapat dibandingkan

kemudian dengan tabel khusus yang telah dibuat untuk menyatakan kelembaban

relatif.

Referensi

Giancoli, D. C. (2001). Fisika Edisi Kelima. (Terj. Yuhliza Hanum). Jakarta: Penerbit Erlangga.

http://id.wikipedia.org/wiki/Kelembapan

http://id.wikipedia.org/wiki/Kelembaban_relatif

http://one.indoskripsi.com/node/7140