B. Perubahan Wujud Zat Dalam Siklus Air

                                         (a)                                                                    (b)

Gambar 1.  Patung di salah satu kastil di Jerman

Sumber gambar : http://gardenofeaden.blogspot.com

Perhatikan gambar diatas! Kedua gambar diatas merupakan gambar sebuah patung di salah satu kastil di Jerman. Gambar (a) diambil pada tahun 1908. Gambar (b) diambil pada tahun 1969 menunjukkan patung yang rusak akibat hujan asam.

Menurut kamu, apakah hujan asam itu? Berbedakah dengan hujan yang biasa turun? Apa sajakah dampak dari hujan asam tersebut?

Mari kita cari tahu bersama…

1. Perubahan wujud zat dalam siklus air

Tentunya kamu pernah melihat hujan, bukan? Istilah hujan memang sudah tidak asing bagi kita. Hujan merupakan peristiwa turunnya air dari atmosfer ke bumi. Di Indonesia yang merupakan daerah tropis, hujan merupakan sumber utama dari semua air yang mengalir di permukaan seperti sungai, waduk, laut maupun simpanan air di tanah. Hujan ini sebenarnya merupakan salah satu tahapan dalam siklus air. Siklus air (lihat gambar 2) merupakan sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari bumi ke atmosfer dan kembali ke bumi melalui  evaporasi dan transpirasi, kondensasi dan presipitasi.

Gambar 2. Proses terjadinya hujan asam pada siklus air

Sumber : dokumentasi penulis

Siklus air memiliki beberapa tahap utama yaitu:

a. Evaporasi

Evaporasi merupakan penguapan air dari permukaan bumi yang berasal permukaan air laut, danau, sungai, tanah, jaringan tumbuhan, hewan, manusia dan bahan lain yang mengandung air. Namun jika evaporasi yang berasal dari tumbuhan lebih sering disebut transpirasi. Uap air hasil evaporasi ini akan naik ke atmosfer.

b. Kondensasi uap air membentuk awan

Uap air yang naik akan mengalami kondensasi membentuk butiran-butiran air.  Kondensasi ini sama dengan peristiwa pengembunan sehingga uap air yang awalnya merupakan gas berubah wujud menjadi butiran-butiran air. Peristiwa kondensasi ini terjadi akibat suhu udara yang semakin rendah seiring dengan bertambahnya ketinggian pada atmosfer bumi. Butiran-butiran air ini kemudian akan berkumpul membentuk awan.

c. Perpindahan awan mengikuti arah angin

Butiran-butiran air yang membentuk awan ini ringan sehingga mudah terbawa mengikuti arah angin dan lama kelamaan semakin besar karena berkumpul satu sama lain.

d. Presipitasi  yang mengembalikan air dari atmosfer ke permukaan bumi

Jika awan mencapai ukuran yang cukup besar maka butiran air tersebut akan jatuh ke permukaan bumi. Proses jatuhnya butiran air ke permukaan bumi disebut presipitasi.

Presipitasi ini dapat turun dalam bentuk hujan maupun salju (lihat gambar 6). Hal ini bergantung pada suhu udara saat presipitasi terjadi.

Gambar 6. Jenis presipitasi

Sumber : Glencoe science level green

Jika saat presipitasi terjadi suhu udaranya diatas titik beku maka presipitasi akan turun sebagai hujan. Namun jika saat presipitasi suhu udaranya dibawah titik beku maka presipitasi akan turun sebagai salju.

e. Mengalirnya air mengikuti gaya gravitasi

Air dari presipitasi sebagian akan mengalir lagi ke sungai, danau, laut. Sebagian lagi ada yang meresap ke tanah dan disimpan sebagai air tanah.

Siklus air ini dapat berlangsung karena adanya energi kalor matahari. Sebagai sumber energi kalor terbesar di bumi, matahari diibaratkan sebagai mesin yang mempertahankan agar siklus air dapat terus berlangsung.

 

Gambar 3. Matahari sebagai sumber energi kalor

Sumber: dokumentasi penulis

Kalor adalah suatu bentuk energi yang mengalir dari benda panas (bersuhu tinggi) ke benda yang dingin (bersuhu rendah). Satuan kalor adalah joule (J).

1 Joule = 0,24 kalori

atau

1 Kalori = 4,184 joule ≈ 4,2 joule.

Kalor dapat menyebabkan suhu suatu benda berubah, wujud benda berubah, sifat benda berubah dan warna benda berubah. Perubahan tersebut tergantung seberapa banyak kalor yang diterima oleh benda.

Zat yang menerima kalor akan naik suhunya sedangkan zat yang kehilangan kalor akan turun suhunya. Semakin banyak jumlah kalor yang diterima ataupun dilepaskan oleh suatu zat maka semakin besar perubahan suhu yang dialami zat tersebut. Suhu ini dapat diukur menggunakan alat yang disebut Termometer (lihat gambar 4).

Gambar 4. Termometer air raksa

Sumber gambar : http://en.wikipedia.org/wiki/Thermometer

Zat yang menerima ataupun melepaskan kalor juga akan mengalami perubahan secara fisika dan kimia seperti misalnya sifat dan warna zat berubah. Selain itu wujud zat juga dapat berubah karena menerima maupun melepaskan kalor.

Sehari-hari kamu menjumpai tiga wujud zat yaitu padat, cair, dan gas. Karena pengaruh kalor, wujud zat padat dapat berubah menjadi cair, zat cair menjadi gas, begitu pula sebaliknya. Perubahan wujud zat tidak hanya terjadi saat zat menerima kalor tetapi juga saat melepas kalor.

Gambar 5. Bagan Perubahan wujud

Sumber gambar : dokumentasi penulis

Dari diagram diatas manakah yang merupakan perubahan wujud zat yang membutuhkan kalor? Manakah yang merupakan perubahan wujud zat yang melepaskan kalor?

a.      Mencair yaitu perubahan wujud zat dari padat ke cair. Selama zat mencair, zat membutuhkan kalor namun tidak terjadi perubahan suhu. Suhu pada saat mencair disebut dengan titik lebur. Kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat padat menjadi cair disebut kalor lebur.

b.      Membeku, yaitu perubahan wujud zat dari cair ke padat. Ketika membeku zat melepaskan kalor. Suhu pada saat membeku disebut dengan titik beku. Kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi padat disebut kalor beku.

c.       Evaporasi yaitu perubahan wujud dari zat cair menjadi gas atau uap. Suatu zat yang mengalami evaporasi memerlukan kalor. Peristiwa evaporasi yang sering kita jumpai adalah mendidih. Selama mendidih suhu zat tetap. Suhu saat mendidih disebut titik didih. Kalor yang diperlukan untuk menguapkan satu satuan massa zat pada titik didih normalnya disebut kalor laten penguapan atau kalor uap.

d.      Kondensasi yaitu perubahan wujud zat dari uap atau gas menjadi cair. Pada saat kondensasi, zat melepas kalor. Kalor yang diperlukan untuk mengubah satu satuan massa zat gas menjadi cair disebut kalor laten pengembunan atau kalor embun

e.       Menyublim, yaitu perubahan wujud zat dari padat ke gas. Pada saat menyublim, zat memerlukan kalor.

f.        Deposisi yaitu perubahan wujud zat dari gas menjadi padat.

Simaklah video berikut ini!

Untuk mempermudah kamu memperoleh informasi dari video berikut ini, bacalah panduan video.

*Untuk dapat memutar video pastikan bahwa pada komputer telah terinstall flash player

Sudahkah kalian menyimak video diatas? Dari video tersebut kamu dapat lebih memahami mengenai peranan kalor dalam mengubah wujud zat pada siklus air. Kamu juga dapat melakukan kegiatan seperti dalam video tersebut dengan mengikuti petunjuk pada Lembar Kegiatan Siswa (LKS) 1. Downloadlah LKS 1 dengan mengklik pada LKS 1.

Jika kurang memahami petunjuk dalam LKS, cobalah simak kembali video diatas atau mintalah bantuan kepada orang lain. Lakukanlah kegiatan tersebut dengan hati-hati. Selamat Bekerja!

<<Sebelumnya                                                                                                   Selanjutnya>>

_______________

Sumber Materi:

Bambang Triatmodjo. Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset

Chay Asdak. 2004. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjahmada University Press

Lakitan, Benyamin. 1997.Dasar-dasar Klimatologi. Jakarta : Raja Grafindo Persada

Purwoko, dkk. 2008. IPA Terpadu SMP Kelas VII. Jakarta : Yudhistira

Sumber Gambar:

Education Division Washington, D.C. 2008. Glencoe Science Level Green. Ohio : McGraw Hill Company

http://en.wikipedia.org/wiki/Thermometer

http://gardenofeaden.blogspot.com