Pemanasan Global

1. Pengertian

Pemanasan global (Inggris: global warming) adalah suatu proses meningkatnyasuhu rata-rata atmosfer, laut, dan daratan Bumi.

Suhu rata-rata global pada permukaan Bumi telah meningkat 0.74 ± 0.18 °C (1.33 ± 0.32 °F) selama seratus tahun terakhir. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) menyimpulkan bahwa, "sebagian besar peningkatan suhu rata-rata global sejak pertengahan abad ke-20 kemungkinan besar disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca akibat aktivitas manusia. melalui efek rumah kaca. Kesimpulan dasar ini telah dikemukakan oleh setidaknya 30 badan ilmiah dan akademik, termasuk semua akademi sains nasional dari negara-negara G8. Akan tetapi, masih terdapat beberapa ilmuwanyang tidak setuju dengan beberapa kesimpulan yang dikemukakan IPCC tersebut.

Model iklim yang dijadikan acuan oleh projek IPCC menunjukkan suhu permukaan global akan meningkat 1.1 hingga 6.4 °C (2.0 hingga 11.5 °F) antara tahun 1990 dan 2100. Perbedaan angka perkiraan itu disebabkan oleh penggunaan skenario-skenario berbeda mengenai emisi gas-gas rumah kaca pada masa mendatang, serta model-model sensitivitas iklim yang berbeda. Walaupun sebagian besar penelitian terfokus pada periode hingga 2100, pemanasan dan kenaikan muka air laut diperkirakan akan terus berlanjut selama lebih dari seribu tahun walaupun tingkat emisi gas rumah kaca telah stabil. Ini mencerminkan besarnya kapasitas kalor lautan.

Meningkatnya suhu global diperkirakan akan menyebabkan perubahan-perubahan yang lain seperti naiknya permukaan air laut, meningkatnya intensitas fenomena cuaca yang ekstrem, serta perubahan jumlah dan pola presipitasi. Akibat-akibat pemanasan global yang lain adalah terpengaruhnya hasil pertanian, hilangnya gletser, dan punahnya berbagai jenis hewan.

 

2. Penyebab dan Mekanisme Pemanasan Global

2.1 Efek rumah kaca

Segala sumber energi yang terdapat di Bumi berasal dari Matahari. Sebagian besar energi tersebut berbentuk radiasi gelombang pendek, termasuk cahaya tampak. Ketika energi ini tiba permukaan Bumi, ia berubah dari cahaya menjadi panas yang menghangatkan Bumi. Permukaan Bumi, akan menyerap sebagian panas dan memantulkan kembali sisanya. Sebagian dari panas ini berwujud radiasiinfra merah gelombang panjang ke angkasa luar. Namun sebagian panas tetap terperangkap di atmosfer bumi akibat menumpuknya jumlah gas rumah kaca antara lain uap air, karbon dioksida, sulfur dioksida dan metana yang menjadi perangkap gelombang radiasi ini. Gas-gas ini menyerap dan memantulkan kembali radiasi gelombang yang dipancarkan Bumi dan akibatnya panas tersebut akan tersimpan di permukaan Bumi. Keadaan ini terjadi terus menerus sehingga mengakibatkan suhu rata-rata tahunan bumi terus meningkat.

Gas-gas tersebut berfungsi sebagaimana gas dalam rumah kaca. Dengan semakin meningkatnya konsentrasi gas-gas ini di atmosfer, semakin banyak panas yang terperangkap di bawahnya.

Efek rumah kaca ini sangat dibutuhkan oleh segala makhluk hidup yang ada di bumi, karena tanpanya, planet ini akan menjadi sangat dingin. Dengan suhu rata-rata sebesar 15 °C (59 °F), bumi sebenarnya telah lebih panas 33 °C (59 °F) dari suhunya semula, jika tidak ada efek rumah kaca suhu bumi hanya -18 °C sehingga es akan menutupi seluruh permukaan Bumi. Akan tetapi sebaliknya, apabila gas-gas tersebut telah berlebihan di atmosfer, akan mengakibatkan pemanasan global.

 

2.2 Efek umpan balik

Anasir penyebab pemanasan global juga dipengaruhi oleh berbagai proses umpan balik yang dihasilkannya. Sebagai contoh adalah pada penguapan air. Pada kasus pemanasan akibat bertambahnya gas-gas rumah kaca seperti CO₂, pemanasan pada awalnya akan menyebabkan lebih banyaknya air yang menguap ke atmosfer. Karena uap air sendiri merupakan gas rumah kaca, pemanasan akan terus berlanjut dan menambah jumlah uap air di udara sampai tercapainya suatu kesetimbangan konsentrasi uap air. Efek rumah kaca yang dihasilkannya lebih besar bila dibandingkan oleh akibat gas CO₂ sendiri. (Walaupun umpan balik ini meningkatkan kandungan air absolut di udara, kelembapan relatif udara hampir konstan atau bahkan agak menurun karena udara menjadi menghangat). Umpan balik ini hanya berdampak secara perlahan-lahan karena CO₂ memiliki usia yang panjang di atmosfer.

Efek umpan balik karena pengaruh awan sedang menjadi objek penelitian saat ini. Bila dilihat dari bawah, awan akan memantulkan kembali radiasi infra merah ke permukaan, sehingga akan meningkatkan efek pemanasan. Sebaliknya bila dilihat dari atas, awan tersebut akan memantulkan sinar Matahari dan radiasi infra merah ke angkasa, sehingga meningkatkan efek pendinginan. Apakah efek netto-nya menghasilkan pemanasan atau pendinginan tergantung pada beberapa detail-detail tertentu seperti tipe dan ketinggian awan tersebut. Detail-detail ini sulit direpresentasikan dalam model iklim, antara lain karena awan sangat kecil bila dibandingkan dengan jarak antara batas-batas komputasional dalam model iklim (sekitar 125 hingga 500 km untuk model yang digunakan dalam Laporan Pandangan IPCC ke Empat). Walaupun demikian, umpan balik awan berada pada peringkat dua bila dibandingkan dengan umpan balik uap air dan dianggap positif (menambah pemanasan) dalam semua model yang digunakan dalam Laporan Pandangan IPCC ke Empat. Umpan balik penting lainnya adalah hilangnya kemampuan memantulkan cahaya (albedo) oleh es. Ketika suhu global meningkat, es yang berada di dekat kutub mencair dengan kecepatan yang terus meningkat. Bersamaan dengan melelehnya es tersebut, daratan atau air di bawahnya akan terbuka. Baik daratan maupun air memiliki kemampuan memantulkan cahaya lebih sedikit bila dibandingkan dengan es, dan akibatnya akan menyerap lebih banyak radiasi Matahari. Hal ini akan menambah pemanasan dan menimbulkan lebih banyak lagi es yang mencair, menjadi suatu siklus yang berkelanjutan.

Umpan balik positif akibat terlepasnya CO₂ dan CH₄ dari melunaknya tanah beku (permafrost) adalah mekanisme lainnya yang berkontribusi terhadap pemanasan. Selain itu, es yang meleleh juga akan melepas CH₄ yang juga menimbulkan umpan balik positif.

Kemampuan lautan untuk menyerap karbon juga akan berkurang bila ia menghangat, hal ini diakibatkan oleh menurunya tingkat nutrien pada zona mesopelagic sehingga membatasi pertumbuhan diatom daripada fitoplankton yang merupakan penyerap karbon yang renda

 

2.3 Variasi Matahari

Terdapat hipotesa yang menyatakan bahwa variasi dari Matahari, dengan kemungkinan diperkuat oleh umpan balik dari awan, dapat memberi kontribusi dalam pemanasan saat ini. Perbedaan antara mekanisme ini dengan pemanasan akibat efek rumah kaca adalahmeningkatnya aktivitas Matahari akan memanaskan stratosfer sebaliknya efek rumah kaca akan mendinginkan stratosfer. Pendinginan stratosfer bagian bawah paling tidak telah diamati sejak tahun 1960, yang tidak akan terjadi bila aktivitas Matahari menjadi kontributor utama pemanasan saat ini. (Penipisan lapisan ozon juga dapat memberikan efek pendinginan tersebut tetapi penipisan tersebut terjadi mulai akhir tahun 1970-an.) Fenomena variasi Matahari dikombinasikan dengan aktivitas gunung berapi mungkin telah memberikan efek pemanasan dari masa pra-industri hingga tahun 1950, serta efek pendinginan sejak tahun 1950. Ada beberapa hasil penelitian yang menyatakan bahwa kontribusi Matahari mungkin telah diabaikan dalam pemanasan global. Dua ilmuwan dari Duke University memperkirakan bahwa Matahari mungkin telah berkontribusi terhadap 45-50% peningkatan suhu rata-rata global selama periode 1900-2000, dan sekitar 25-35% antara tahun 1980 dan 2000. Stott dan rekannya mengemukakan bahwa model iklim yang dijadikan pedoman saat ini membuat perkiraan berlebihan terhadap efek gas-gas rumah kaca dibandingkan dengan pengaruh Matahari; mereka juga mengemukakan bahwa efek pendinginan dari debu vulkanik dan aerosol sulfat juga telah dipandang remeh. Walaupun demikian, mereka menyimpulkan bahwa bahkan dengan meningkatkan sensitivitas iklim terhadap pengaruh Matahari sekalipun, sebagian besar pemanasan yang terjadi pada dekade-dekade terakhir ini disebabkan oleh gas-gas rumah kaca.

Pada tahun 2006, sebuah tim ilmuwan dari Amerika Serikat, Jerman dan Swiss menyatakan bahwa mereka tidak menemukan adanya peningkatan tingkat "keterangan" dari Matahari pada seribu tahun terakhir ini. Siklus Matahari hanya memberi peningkatan kecil sekitar 0,07% dalam tingkat "keterangannya" selama 30 tahun terakhir. Efek ini terlalu kecil untuk berkontribusi terhadap pemansan global. Sebuah penelitian oleh Lockwood dan Fröhlich menemukan bahwa tidak ada hubungan antara pemanasan global dengan variasi Matahari sejak tahun 1985, baik melalui variasi dari output Matahari maupun variasi dalam sinar kosmis.

 

3. MENGUKUR PEMANASAN GLOBAL

Pada awal 1896, para ilmuwan beranggapan bahwa membakar bahan bakar fosil akan mengubah komposisi atmosfer dan dapat meningkatkan suhu rata-rata global. Hipotesis ini dikonfirmasi tahun 1957 ketika para peneliti yang bekerja pada program penelitian global yaitu International Geophysical Year, mengambil sampel atmosfer dari puncak gunung Mauna Loa di Hawai.

Hasil pengukurannya menunjukkan terjadi peningkatan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer. Setelah itu, komposisi dari atmosfer terus diukur dengan cermat. Data-data yang dikumpulkan menunjukkan bahwa memang terjadi peningkatan konsentrasi dari gas-gas rumah kaca di atmosfer.

Para ilmuwan juga telah lama menduga bahwa iklim global semakin menghangat, tetapi mereka tidak mampu memberikan bukti-bukti yang tepat. Suhu terus bervariasi dari waktu ke waktu dan dari lokasi yang satu ke lokasi lainnya. Perlu bertahun-tahun pengamatan iklim untuk memperoleh data-data yang menunjukkan suatu kecenderungan (trend) yang jelas. Catatan pada akhir 1980-an agak memperlihatkan kecenderungan penghangatan ini, akan tetapi data statistik ini hanya sedikit dan tidak dapat dipercaya.

Stasiun cuaca pada awalnya, terletak dekat dengan daerah perkotaan sehingga pengukuran suhu akan dipengaruhi oleh panas yang dipancarkan oleh bangunan dan kendaraan dan juga panas yang disimpan oleh material bangunan dan jalan. Sejak 1957, data-data diperoleh dari stasiun cuaca yang terpercaya (terletak jauh dari perkotaan), serta dari satelit. Data-data ini memberikan pengukuran yang lebih akurat, terutama pada 70 persen permukaan planet yang tertutup lautan. Data-data yang lebih akurat ini menunjukkan bahwa kecenderungan menghangatnya permukaan Bumi benar-benar terjadi. Jika dilihat pada akhir abad ke-20, tercatat bahwa sepuluh tahun terhangat selama seratus tahun terakhir terjadi setelah tahun 1980, dan tiga tahun terpanas terjadi setelah tahun 1990, dengan 1998 menjadi yang paling panas.

Dalam laporan yang dikeluarkannya tahun 2001, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) menyimpulkan bahwa suhu udara global telah meningkat 0,6 derajat Celsius (1 derajat Fahrenheit) sejak 1861. Panel setuju bahwa pemanasan tersebut terutama disebabkan oleh aktivitas manusia yang menambah gas-gas rumah kaca ke atmosfer. IPCC memprediksi peningkatan suhu rata-rata global akan meningkat 1.1 hingga 6.4 °C (2.0 hingga 11.5 °F) antara tahun 1990 dan 2100.

IPCC panel juga memperingatkan, bahwa meskipun konsentrasi gas di atmosfer tidak bertambah lagi sejak tahun 2100, iklim tetap terus menghangat selama periode tertentu akibat emisi yang telah dilepaskan sebelumnya. karbon dioksida akan tetap berada di atmosfer selama seratus tahun atau lebih sebelum alam mampu menyerapnya kembali. Jika emisi gas rumah kaca terus meningkat, para ahli memprediksi, konsentrasi karbondioksioda di atmosfer dapat meningkat hingga tiga kali lipat pada awal abad ke-22 bila dibandingkan masa sebelum era industri. Akibatnya, akan terjadi perubahan iklim secara dramatis. Walaupun sebenarnya peristiwa perubahan iklim ini telah terjadi beberapa kali sepanjang sejarah Bumi, manusia akan menghadapi masalah ini dengan risiko populasi yang sangat besar.

 

DAMPAK PEMANASAN GLOBAL

Para ilmuwan menggunakan model komputer dari suhu, pola presipitasi, dan sirkulasi atmosfer untuk mempelajari pemanasan global. Berdasarkan model tersebut, para ilmuwan telah membuat beberapa prakiraan mengenai dampak pemanasan global terhadap cuaca, tinggi permukaan air laut, pantai, pertanian, kehidupan hewan liar dan kesehatan manusia.

Iklim Mulai Tidak Stabil

Para ilmuwan memperkirakan bahwa selama pemanasan global, daerah bagian Utara dari belahan Bumi Utara (Northern Hemisphere) akan memanas lebih dari daerah-daerah lain di Bumi. Akibatnya, gunung-gunung es akan mencair dan daratan akan mengecil. Akan lebih sedikit es yang terapung di perairan Utara tersebut. Daerah-daerah yang sebelumnya mengalami salju ringan, mungkin tidak akan mengalaminya lagi. Pada pegunungan di daerah subtropis, bagian yang ditutupi salju akan semakin sedikit serta akan lebih cepat mencair. Musim tanam akan lebih panjang di beberapa area. Suhu pada musim dingin dan malam hari akan cenderung untuk meningkat.
Daerah hangat akan menjadi lebih lembab karena lebih banyak air yang menguap dari lautan. Para ilmuwan belum begitu yakin apakah kelembaban tersebut malah akan meningkatkan atau menurunkan pemanasan yang lebih jauh lagi. Hal ini disebabkan karena uap air merupakan gas rumah kaca, sehingga keberadaannya akan meningkatkan efek insulasi pada atmosfer. Akan tetapi, uap air yang lebih banyak juga akan membentuk awan yang lebih banyak, sehingga akan memantulkan cahaya matahari kembali ke angkasa luar, dimana hal ini akan menurunkan proses pemanasan (lihat siklus air). Kelembaban yang tinggi akan meningkatkan curah hujan, secara rata-rata, sekitar 1 persen untuk setiap derajat Fahrenheit pemanasan. (Curah hujan di seluruh dunia telah meningkat sebesar 1 persen dalam seratus tahun terakhir ini). Badai akan menjadi lebih sering.

Selain itu, air akan lebih cepat menguap dari tanah. Akibatnya beberapa daerah akan menjadi lebih kering dari sebelumnya. Angin akan bertiup lebih kencang dan mungkin dengan pola yang berbeda. Topan badai (hurricane) yang memperoleh kekuatannya dari penguapan air, akan menjadi lebih besar. Berlawanan dengan pemanasan yang terjadi, beberapa periode yang sangat dingin mungkin akan terjadi. Pola cuaca menjadi tidak terprediksi dan lebih ekstrem.

 

Peningkatan permukaan laut

Ketika atmosfer menghangat, lapisan permukaan lautan juga akan menghangat, sehingga volumenya akan membesar dan menaikkan tinggi permukaan laut. Pemanasan juga akan mencairkan banyak es di kutub, terutama sekitar Greenland, yang lebih memperbanyak volume air di laut. Tinggi muka laut di seluruh dunia telah meningkat 10 – 25 cm (4 - 10 inchi) selama abad ke-20, dan para ilmuwan IPCC memprediksi peningkatan lebih lanjut 9 – 88 cm (4 - 35 inchi) pada abad ke-21.

Perubahan tinggi muka laut akan sangat memengaruhi kehidupan di daerah pantai. Kenaikan 100 cm (40 inchi) akan menenggelamkan 6 persen daerah Belanda, 17,5 persen daerah Bangladesh, dan banyak pulau-pulau. Erosi dari tebing, pantai, dan bukit pasir akan meningkat. Ketika tinggi lautan mencapai muara sungai, banjir akibat air pasang akan meningkat di daratan. Negara-negara kaya akan menghabiskan dana yang sangat besar untuk melindungi daerah pantainya, sedangkan negara-negara miskin mungkin hanya dapat melakukan evakuasi dari daerah pantai.
Bahkan sedikit kenaikan tinggi muka laut akan sangat memengaruhi ekosistem pantai. Kenaikan 50 cm (20 inchi) akan menenggelamkan separuh dari rawa-rawa pantai di Amerika Serikat. Rawa-rawa baru juga akan terbentuk, tetapi tidak di area perkotaan dan daerah yang sudah dibangun. Kenaikan muka laut ini akan menutupi sebagian besar dari Florida Everglades.

 

Suhu global cenderung meningkat

Orang mungkin beranggapan bahwa Bumi yang hangat akan menghasilkan lebih banyak makanan dari sebelumnya, tetapi hal ini sebenarnya tidak sama di beberapa tempat. Bagian Selatan Kanada, sebagai contoh, mungkin akan mendapat keuntungan dari lebih tingginya curah hujan dan lebih lamanya masa tanam. Di lain pihak, lahan pertanian tropis semi kering di beberapa bagian Afrika mungkin tidak dapat tumbuh. Daerah pertanian gurun yang menggunakan air irigasi dari gunung-gunung yang jauh dapat menderita jika snowpack(kumpulan salju) musim dingin, yang berfungsi sebagai reservoir alami, akan mencair sebelum puncak bulan-bulan masa tanam. Tanaman pangan dan hutan dapat mengalami serangan serangga dan penyakit yang lebih hebat.

 

Gangguan ekologis

Hewan dan tumbuhan menjadi makhluk hidup yang sulit menghindar dari efek pemanasan ini karena sebagian besar lahan telah dikuasai manusia. Dalam pemanasan global, hewan cenderung untuk bermigrasi ke arah kutub atau ke atas pegunungan. Tumbuhan akan mengubah arah pertumbuhannya, mencari daerah baru karena habitat lamanya menjadi terlalu hangat. Akan tetapi, pembangunan manusia akan menghalangi perpindahan ini. Spesies-spesies yang bermigrasi ke utara atau selatan yang terhalangi oleh kota-kota atau lahan-lahan pertanian mungkin akan mati. Beberapa tipe spesies yang tidak mampu secara cepat berpindah menuju kutub mungkin juga akan musnah.

 

Dampak sosial dan politik

Perubahan cuaca dan lautan dapat mengakibatkan munculnya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan panas (heat stroke) dan kematian. Temperatur yang panas juga dapat menyebabkan gagal panen sehingga akan muncul kelaparan dan malnutrisi. Perubahan cuaca yang ekstrem dan peningkatan permukaan air laut akibat mencairnya es di kutub utara dapat menyebabkan penyakit-penyakit yang berhubungan dengan bencana alam (banjir, badai dan kebakaran) dan kematian akibat trauma. Timbulnya bencana alam biasanya disertai dengan perpindahan penduduk ke tempat-tempat pengungsian dimana sering muncul penyakit, seperti: diare, malnutrisi, defisiensi mikronutrien, trauma psikologis, penyakit kulit, dan lain-lain.
Pergeseran ekosistem dapat memberi dampak pada penyebaran penyakit melalui air (Waterborne diseases) maupun penyebaran penyakit melalui vektor (vector-borne diseases). Seperti meningkatnya kejadian Demam Berdarah karena munculnya ruang (ekosistem) baru untuk nyamuk ini berkembang biak. Dengan adamya perubahan iklim ini maka ada beberapa spesies vektor penyakit (eq Aedes Agipty), Virus, bakteri, plasmodium menjadi lebih resisten terhadap obat tertentu yang target nya adalah organisme tersebut. Selain itu bisa diprediksi kan bahwa ada beberapa spesies yang secara alamiah akan terseleksi ataupun punah dikarenakan perbuhan ekosistem yang ekstreem ini. hal ini juga akan berdampak perubahan iklim (Climate change)yang bisa berdampak kepada peningkatan kasus penyakit tertentu seperti ISPA (kemarau panjang / kebakaran hutan, DBD Kaitan dengan musim hujan tidak menentu)

Gradasi Lingkungan yang disebabkan oleh pencemaran limbah pada sungai juga berkontribusi pada waterborne diseases dan vector-borne disease. Ditambah pula dengan polusi udara hasil emisi gas-gas pabrik yang tidak terkontrol selanjutnya akan berkontribusi terhadap penyakit-penyakit saluran pernafasan seperti asma, alergi, coccidiodomycosis, penyakit jantung dan paru kronis, dan lain-lain

Sumber: http://gustinijj.blogspot.com/2013/01/mekanisme-terjadinya-pemanasan-global.html#

Interaksi Makhluk Hidup dengan Lingkungannya

Ekologi merupakan suatu ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Sedangkan lingkungan sendiri terbagi menjadi dua, yakni lingkungan biotik dan lingkungan abiotik.
Lingkungan biotik merupakan lingkungan yang terdiri dari makhluk hidup (manusia, tumbuhan dan hewan) yang melakukan interaksi secara langsung. Sedangkan, lingkungan abiotik adalah lingkungan yang terdiri dari makhluk yang tidak hidup. Misalnya, suhu, cahaya, air , PH, mineral, garam dan kadar garam. Yang mana, lingkungan abiotik ini juga berkaitan dengan organisme secara tidak langsung.

Interaksi Makhluk Hidup dengan Lingkungannya

Dalam ekologi, dipelajari bagaimana suatu hubungan antara makhluk hidup dan lingkungan itu berlangsung. Makhluk hidup dapat berinteraksi dengan lingkungan biotik maupun dengan lingkungan abiotik.
Pada interaksi makhluk hidup yang terjadi dengan lingkungan biotik, dapat dibagi menjadi 4, yakni :

1. Populasi yakni organisme sejenis yang hidup di suatu tempat dalam kurun waktu tertentu. Misalnya: populasi manusia di Universitas Indonesia tahun 2015.
2. Komunitas, yakni kumpulan dari berbagai populasi yang saling berinteraksi dan hidup di suatu tempat dalam kurun waktu tertentu. Misalnya: komunitas mahasiswa di Turki.
3. Ekosistem, yakni interaksi seluruh komponen biotik yang membentuk komunitas, yang dikenal sebagai sistem lingkungan. Misalnya: ekosistem hutan.
4. Biosfer, yakni suatu tempat terjadinya interaksi seluruh ekosistem di Bumi

Interaksi antar Individu dalam Populasi

Interaksi yang terjadi antar individu dalam populasi bisa kompetisi ataupun simbiosis. Interaksi ini bisa bertujuan untuk memperoleh makanan, mempertahankan diri, maupun perkawinan.

Interaksi antar Individu dalam Komunitas

Interaksi individu dalam komunitas bisa dibagi menjadi 4 simbiosis, yakni:

1. Simbiosis Mutualisme, yakni suatu interaksi yang saling menguntungkan antar individu. Misalnya: lebah yang menghisap sari bunga, maka baik lebah maupun bunga akan mendapatkan keuntungannya masing-masing.
2. Simbiosis Komensalisme, yakni suatu interaksi dimana hanya salah satu pihak saja yang diuntungkan, sedangkan pihak yang lain tidak dirugikan. Misalnya: anggrek dengan pohon yang menjadi tempat melekatnya. Dalam hal ini, anggrek mendapat keuntungan dari tempat hidup yang diperoleh dari pohon inangnya, namun pohon inangnya tidak diuntungkan dan juga tidak dirugikan.
3. Simbiosis Parasitisme, yakni interaksi dimana salah satu pihak diuntungkan dan pihak lain dirugikan. Misalnya: cacing pita pada tubuh manusia. Cacing pita dapat memperoleh keuntungan dari manusia berupa makanan dan tempat berkembangbiak, sedangkan manusia justru dirugikan karena bisa menyebabkan penyakit.
4. Simbiosis Netral, yakni interaksi dimana tidak ada yang dirugikan maupun diuntungkan. Misalnya: capung dengan sapi. Interaksi yang terjadi pada keduanya tidak ada yang mendapat keuntungan juga tidak mendapat kerugian apapun.

Link Sumber : http://www.elmoe.info/2015/02/ekologi.html#ixzz3bOEuBlhV

Kalor dan Perpindahannya

Kamu tentu sudah menyadari bahwa sumber panas yang uatama di duniaini adalah matahari. Energi panas atau energi kalor yang diradiasikanhingga ke bumi itu dimanfaatkan oleh tumbuhan hijau untuk fotosintesis.Manusia dan hewan mentransfer energi itu dengan memakan bagian dari tumbuhan. Tumbuhan-tumbuhan purba masih menyisakan energi tersebut dalam wujud batubara, dan hewan-hewan purba menyisakan energi itu dalam wujud minyak bumi.Kamu akan memperdalam pengaruh energi kalor terhadap zat, cara-caraenergi kalor berpindah, dan penerapan asas Black dalam pemecahanmasalah tentang kalor pada bab ini.

Kamu tentu pernah merebus air bukan? Air yang tadinya terasa dingin dan sejuk setelah direbus beberapa saat akan terasa hangat dan lama-kelamaan menjadi  panas. Tahukah Kamu mengapa demikian? Selama direbus air mendapat energi dari api yang menyala di bawah air tersebut. energi yang dihasilkan oleh nyala api akan berpindah ke air dan berubah menjadi panas dalam air. Bentuk energi yang berpindah karena perbedaan suhu disebut sebagai energi kalor. Perpindahanenergi kalor selalu terjadi dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jadi jika ada dua buah benda A dan B mempunyai suhu yang berbeda,dan suhu A lebih dari suhu B kemudian kedua benda tersebut disentuhkan maka suhu A akan menurun dan suhu B akan naik hingga suhu kedua benda tersebut setimbang. Dalam bab ini akan diperdalam tentang energi kalor.

 

A. Kalor

      Tujuan Pembelajaran

• Menerapkan kalor sebagai bentuk energi yang dapat diserap dan dilepas
• Membedakan tiga cara perpindahan panas
• Menerapkan persamaan asas Black untuk menyelesaikan persoalan

Apa itu kalor? Untuk apa kita mempelajari kalor? Apakegunaan kalor dalam kehidupan sehari-hari? Seberapapenting bahasan kalor bagi kehidupan manusia?Misteri dan pertanyaan tentang kalor tidak kali ini sajaterjadi, tapi jauh pada abad 18 hingga 19 masih merupakansuatu pertanyaan yang perlu mendapat penjelasan yanglogis dan rasional, guna menyingkap tabir pemahamantentang kalor.

1. Pemahaman Tentang Kalor

     Dari awal abad 18 hingga 19 Masehi, kalor masih diyakini oleh sebagian orangsebagai suatu fluida yang disebut kalorik.

Fluida ini dapat berpindah dari suatu zat ke zatyang lainnya. Arah perpindahan itu adalah dari zat yang bersuhu tinggi ke zat yang bersuhurendah. Kalor adalah suatu bentuk energi. Istilah kalor berasal dari Caloric, pertama kalidiperkenalkan oleh A.L. Lavoiser seorang ahli kimia dari Perancis. Oleh para ahli kimia dan fisika kalor dianggap sejenis zat alir yang tidak terlihat oleh manusia, berdasarkanitulah satuan kalor ditetapkan dengan nama kalori disingkat kal. Kalori didefinisikan :Satu kalori (kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gr air sehingga suhunya naik 1ºC. Sedang pengertian suhu adalah ukuran derajat panas dinginnya suatu benda. Suhuumumnya diukur dengan alat ukur suhu berupa termometer. Adapun syarat terjadinya perpindahan kalorik ini adalah adanya sentuhan kedua benda yang berbeda suhu. Fluida kalorik ini akan berpindah dari zat yang bersuhu tinggi kezat yang bersuhu rendah, hingga tercapai suatu kesamaan suhu antara kedua benda yang disebut dengan kesetimbangan termal.

Hingga pertengahan abad ke 18 pengertian kalor sebagai suatu fluida masih mengemuka dimasyarakat, bahkan pengertian kalor semakin rancu dengan pengertian suhu,yang sesungguhnya memang berbeda. Kalor adalah fluida atau zat alir, dan suhu adalahderajat panas atau dinginya suatu benda yang diukur dengan termometer. Namun pendapat tersebut berubah, ketika seorang bernama Benjamin Thompsonmenyatakan bahwa kalor bukanlah suatu fluida kalorik tetapi dihasilkan oleh usaha yangdilakukan oleh kerja mekanis.

Percobaan Joule :

Pemikiran bahwa kalor bukanlah suatu fluida, namun dihasilkan dari suatu usahayang berarti berhubungan dengan energi, maka Prescot Joule melakukan percobaan untuk menghitung besar energi mekanik yang ekuivalen dengan kalor sebanyak 1 kalori.Percobaan joule adalah dengan menggantung beban pada suatu kontrol yangdihubungkan dengan kincir yang dapat bergerak manakala beban bergerak. Kincir tersebutdimasukkan kedalam air. Akibat gerakan kincir tersebut, maka suhu air akan berubah naik Penurunan ketinggian beban dapat menunjukkan adannya perubahan energi potensial gravitasi pada beban. Jika beban turun dengan kecepatan tetap, maka dapat dikatakan tidak terdapat perubahan energi kinetic pada beban, sehingga seluruh perubahanenergi potensial dari beban akan berubah menjadi energi kalor pada air.Berdasarkan teori bahwa terjadi perubahan energi potensial gravitasi menjadi energikalor, maka diperoleh suatu nilai tara mekanik kalor, yaitu ekuivalensi energi mekanik menjadi energi kalor.1 joule = 0,24 kalori1 kalori = 4, 18 joule.

2. Kapasitas Kalor (C) dan Kalor Jenis (c)

Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkansuhu zat sebesar 1°C. jika sejumlah kalor Q menghasilkan  perubahan suhu sebesar ∆t, makakapasitas kalor dapat dirumuskan: C=Q/Δt

Dengan keterangan:

C= kapasitas kalor (Joule / K atau kal / K)

Q= kalor pada perubahan suhu tersebut (J atau kal)

∆t= perubahan suhu (K atau°C)

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan zat sebesar 1 kg untuk mengalami perubahan suhu sebesar 1 K atau 1°C.

Kalor jenis merupakan karakteristik termal suatu benda, karena tergantung dari jenis benda yang dipanaskan atau didinginkan,serta dapat dinyatakan dalam persamaan :c=C/m atau c= Q/m∆t

Dengan keterangan;

c= kalor jenis (J/kg.K atau J/kg.°C)

C= kapasitas kalor (Joule/K atau kal/K)Q: kalor pada perubahan suhu tersebut (J atau kal)

∆t= perubahan suhu (K atau°C)

m=  massa benda (kg)

3. Pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud zat

Adanya pengertian, bahwa kalor bukanlah aliran fluida, melainkan merupakan suatu bentuk energi, yang dapat diperoleh dari perubahan energi mekanik, maka akan kita perhatikan apakah kalor tersebut akan mempengaruhi suatu benda atau temperatur darisuatu benda atau zat.Apabila suatu benda diberikan kalor, maka pada zat tersebut dapat terjadi perubahan seperti :

a. terjadi pemuaian

b. terjadi perubahan wujud

c. terjadi kenaikan suhu

Adanya pengaruh kalor terhadap perubahan wujud atau suhu,diteliti lebih lanjut oleh Joseph Black.Beberapa hal yang dikemukakan oleh Joseph Black berkaitan dengan perubahansuhu benda, ternyata dapat digunakan untuk menentukan besar kalor yang diserap oleh suatu zat.

a. Pemuaian

Pemberian kalor pada sustu zat selain dapat menaikkan ataumenurunkan suhu zat, dapat juga merubah wujud suatu zat, atau menyebabkan benda mengalami pemuaian.Umumnya semua zat akan memuai jika ia mengalami kenaikan suhu, kecuali beberapa zat yang mengalami penyusutan saat terjadi kenaikan suhu, padasuatu interval suhu tertentu. Kejadian penyusutan wujud zat saat benda mengalamikenaikan suhu disebut anomali,seperti terjadi pada air. Air saat dipanaskan darisuhu 0°C menjadi 4°C justru volumenya mengecil, dan baru setelah suhunyalebih besar dari 4°C volumenya membesar.

1) Pemuaian Panjang (Linier)

Suatu batang panjang mula-mula lo dipanaskan hingga bertambah panjang Δl, bila perubahan suhunya Δt maka,α = 1/lo.Δt/Δl

Δl = αlo.Δt

α = koefisien muai panjang suatu zat ( per °C )

Sehingga panjang batang suatu logam yang suhunya dinaikkan sebesar Δtakan menjadi

lt= lo+ Δl

lt= lo( l + α . Δt )

2) Pemuaian Bidang ( Luas )

Suatu bidang luasnya mula-mula Ao, terjadi kenaikkan suhu sebesar Δt sehingga bidang bertambah luas sebesar ΔA, maka dapat dituliskan :β = 1/Ao. ΔA / Δt

ΔA = Aoβ Δt

β = Koefisien muai luas suatu zat ( per °C ) dimana β = 2 α

Sehingga luas bidang yang suhunya dinaikkan sebesar t akan menjadi At= Ao+ ΔA

At= Ao( 1 + β Δt )

3) Pemuaian Ruang ( volume )

Volume mula-mula suatu benda Vo, kemudian dipanaskan sehinggasuhunya naik sebesar Δt, dan volumenya bertambah sebesar ΔV ini dapatditunjukkan dalam rumus :γ = 1/Vo. ΔV/Δt

ΔV = γ . Vo. Δt

γ = koefisien muai ruang suatu zat ( per °C )γ = 3 αsehingga persamaan volumenya menjadi Vt= Vo+ Δt

Vt= Vo( 1 + γ . Δt)

b. Perubahan Wujud

Ketika sejumlah kalor diterima atau dilepas oleh suatu zat, maka ada dua kemungkinan yang terjadi pada suatu benda, yaitu benda akan mengalami perubahan suhu, atau mengalami perubahan wujud. Kenaikan suhu suatu benda dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan yangmengkaitkan dengan kalor jenis atau kapasitas kalor. Sedangkan pada saat benda mengalami perubahan wujud, maka tidak terjadi perubahan suhu, namun semua kalor saat itu digunakan untuk merubah wujud zat,yangdapat ditentukan dengan persamaan yang mengandung unsur kalor laten.

Besar kalor laten yang digunakan untuk mengubah wujud suatu zat dirumuskan :Q = m.L

Dengan keterangan:

Q: kalor yang diterima atau dilepas (Joule atau kal)

m: massa benda (kg atau gram)

L: kalor laten (J/kg atau kal/gr)(kalor uap atau kalor lebur)

Adanya kalor laten berupa kalor lebur dan kalor didih sangat sering dijumpai dalamkehidupan, seperti meleburnya es cream pada suhu normal, atau mendidihnya air sebelumdikonsumsi untuk kehidupan sehari-hari.Perubahan wujud ini dapat dijelaskan dengan teori kinetik, yang menyatakan bahwasaat mencapai titik lebur atau titik didih, kecepatan getar zat akan bernilai maksimum,sehingga kalor yang diterima tidak digunakan untuk menambah kecepatan, namundigunakan untuk melawan gaya ikat antar molekul zat. Sehingga saat molekul-molekul itudapat melepaskan ikatannya, maka zat akan berubah wujud melebur atau mendidih.

c. Perubahan Suhu

Suhu merupakan suatu istilah yang dipakai untuk membedakan panas dinginnyasuatu benda. Misalnya benda panas akan dikatakan mempunyai suhu tinggi dan bendadingin mempunyai suhu yang rendah.Zat cair yang biasanya dipakai untuk mengisi termometer adalah air raksa. Suhu dapat diukur dengan termometer. Kebaikan air raksa dari zat cair lainnya yaitu :

a.Air raksa dapat cepat mengambil panas benda yang diukur sehingga suhunya sama dengan suhu benda yang diukur tersebut.

b.Dapat dipakai untuk mengukur suhu benda dari yang rendah sampai yang tinggi,karena air raksa punya titik beku –39°C dan titik didih 357°C.

c.Tidak dapat membasahi dinding tabung, sehingga pengukurannya dapat lebih teliti.d.Pemuaian dari air raksa adalah teratur.e.Mudah dilihat, karena air raksa mengkilat.Selain air raksa dapat juga digunakan alkohol untuk mengisi tabung termometer.Alkohol mempunyai titik rendah / beku –114°C dengan titik didih 78°C.

Termometer ada berbagai macam menurut fungsinya, yaitu :

a.Termometer suhu badan

b.Termometer udara

c.Termometer logam

d.Termometer maximum dan minimum

e.Termograf untuk terminologi

f.Termometer digital

 

B.Perpindahan Kalor

Setelah sekilas memahami adanya sejumlah kalor dapat menyebabkan perubahan wujud atau kenaikan suhu pada suatu benda, serta telah dipelajarinya proses pemuaian sebagai dampak adanya penyerapan kalor pada benda, yang

tentunya menuntut pemahaman tentang adanya konsep konversi dari berbagaisatuan dari besaran perubahan suhu, maka yang tak kalah pentingnya dari semuaitu bahwa kalor sebagai suatu bentuk energi ternyata dapat mengalami perubahantempat, atau dikatakan bahwa kalor dapat berpindah tempat.Tanpa usaha luar, maka kalor sebagai suatu bentuk energi dapat berpindah tempat dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendahdengan berbagai cara, yaitu :

1.Konduksi

Konduksi adalah hantaran kalor yang tidak disertai dengan perpindahan partikel perantaranya. Pada hantaran kalor ini yang berpindah hanyalah energinya,tanpa melibatkan partikel perantaranya, seperti hantaran kalor pada logam yang dipanaskan dari satu ujung ke ujung lainnya. Saat ujung B dipanaskan, maka ujungA, lama kelamaan akan mengalami pemanasan juga, hal tersebut dikarenakanenergi kalor yang menggetarkan molekul-molekul di ujung B turut menggetarkanmolekul-molekul yang ada disampingnya hingga mencapai titik A.

2.Konveksi

Konveksi adalah hantaran kalor yang disertai dengan perpindahan partikel perantaranya.

Contoh dari peristiwa konveksi adalah seperti perpindahankalor pada zat cair yang dipanaskan, ventilasi kamar, cerobong asap, pengaturankatub udara pada kompor, dan kipas angin. Umumnya konveksi terjadi pada gasdan zat cair.Energi kalor yang dipindahkan secara konveksi sebesar,Q = k A∆t . t

3.Radiasi

Radiasi adalah hantaran kalor yang tidak memerlukan medium perantara,seperti kalor dari matahari yang sampai ke bumi, kalor api unggun yang sampai pada orang yang ada di sekitarnya, pendingin (pemanas) rumah, pengeringan kopi, pembakaran dengan oven dan efek rumah kaca.

 

C. Asas Black 

Ilmuwan Inggris pada tahun 1761 Joseph Black menyatakan bahwa kalor yangdiberikan suatu benda sama dengan kalor yang diterima pada suatu benda dalam suatusistem tertutup. Sistem tertutup tersebut dapat dilakukan dalam suatu kalorimeter, misalkanada jumlah masa m1 zat, bersuhu t1, kemudian dicampuri dengan sejumlah masa m2zat lain bersuhu t2dan keduanya dapat ditentukan dengan persamaan:Qserap= Qlepas

 Bunyi asas Black “ Kalor yang diserap/diterima sama dengan kalor yang dilepas.Persamaan di atas dikenal dengan nama asas Black atau hukum kekekalan energi kalor.

macam-macam termometer

Termometer dengan bahan zat cair

1. Termometer Laboratorium

Alat ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau air yang sedang dipanaskan. Termometer laboratorium menggunakan raksa atau alkohol sebagai penunjuk suhu. Raksa dimasukkan ke dalam pipa yang sangat kecil (pipa kapiler), kemudian pipa dibungkus dengan kaca yang tipis. Tujuannya agar panas dapat diserap dengan cepat oleh termometer.

Skala pada termometer laboratorium biasanya  dimulai dari 0 C hingga 100 C. 0 C menyatakan suhu es yang sedang mencair, sedangkan suhu 100 C menyatakan suhu air yang sedang mendidih.

2. Termometer Ruang

Termometer ruang biasanya dipasang pada tembok rumah atau kantor. Termometer ruang mengukur suhu udara pada suatu saat. Skala termometer ini adalah dari -50 C sampai 50 C. Skala ini digunakan karena suhu udara di beberapa tempat bisa mencapai di bawah 0 C, misalnya wilayah Eropa. Sementara di sisi lain, suhu udara tidak pernah melebihi 50 C.

3. termometer Klinis

Termometer klinis disebut juga termometer demam. Termometer ini digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu tubuh pasien. Pada keadaan sehat, suhu tubuh manusia sekitar 37 C. Tetapi pada saat demam, suhu tubuh dapat melebihi angka tersebut, bahkan bisa mencapai angka 40.

Skala pada termometer klinis hanya dari 35 C hingga 43 C. Hal ini sesuai dengan suhu tubuh manusia, suhu tubuh tidak mungkin di bawah 35 C dan melebihi 43 C.

4. Termometer Six-Bellani

Termometer Six-Bellani disebut pula termometer maksimum-minimum. Termometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan suhu terendah dalam jangka waktu tertentu. Termometer ini mempunya 2 cairan, yaitu alkohol dan raksa dalam satu termometer.

Termometer dengan bahan zat padat

1. Termometer Bimetal

Termometer bimetal memanfaatkan logam untuk menunjukkan adanya perubahan suhu dengan prinsip logam akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Kepala bimetal dibentuk spiral dan tipis, sedangkan ujung spiral  bimetal ditahan sehingga tidak bergerak dan ujung lainnya menempel pada pinggir penunjuk. Semakin besar suhu, keping bimetal semakin melengkung dan meneyebabkan jarum penunjuk bergerak ke kanan, ke arah skala yang lebih besar. Termometer bimetal biasanya terdapat di mobil.

2. Termometer Hambatan

Termometer hambatan merupakan termometer yang paling tepat digunakan dalam industri untuk mengukur suhu di atas 1000 C. Termometer ini dibuat berdasarkan perubahan hambatan  logam, contohnya termometer hambatan platina.

Dalam termometer hambatan terdapat kawat penghambat yang disentuhkan ke benda yang akan diukur suhunya, misalnya pada pengolahan besi dan baja. Suatu tegangan atau potensial listrik yang bernilai tetap diberikan sepanjang termistor, yaitu sensor yang terbuat dari logam dengan hambatan yang bertambah jika dipanaskan.

3. Termokopel

Pengukuran suhu dengan ketepatan tinggi dapat dilakukan dengan menggunakan termokopel, di mana suatu tegangan listrik dihasilkan saat dua kawat berbahan logam yang berbeda disambungkan untuk membentuk sebuah loop. Kedua persambungan tersebut memiliki suhu yang berbeda. Untuk meningkatkan besar tegangan listrik yang dihasilkan, beberapa termokopel bisa dihubungkan secara seri untuk membentuk sebuah termopil.

Termometer dengan bahan gas

Termometer gas adalah jenis termometer yang memanfaatkan sifat-sifat termal gas. Ada dua macam termometer gas:

Termometer yang volume gasnya dijaga tetap dan tekanan gas tersebut dijadikan sifat termometrik dari termometer.

Termometer yang tekanan gasnya dijaga tetap dan volume gas tersebut dijadikan sifat termometrik dari termometer.

Termometer optis

1. Pirometer

Prinsip kerja pirometer adalah dengan mengukur intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda yang  suhunya sangat tinggi. Spirometer dapat digunakan untuk mengukur suhu antara 500 C – 3.000 C.

2. Termometer inframerah

Termometer inframerah digunakan dengan cara  menekan tombol sampai menunjukkan angka tertinggi dengan cara  mengarahkan sinar inframerah ke sasaran yang dituju. Sinar yang diarahkan ke benda yang diukur akan memantul dan pantulan tersebut direspon oleh alat sehingga termometer inframerah menunjukkan skala suhu yang tepat.

Mengubah Skala Suhu

Suhu yang diketahui	Suhu yang dicari	Rumus yang digunakan
C	F	F = 9/5 C + 32
F	C	C = 5/9 × (F – 32)
C	R	R = 4/5 C
R	C	C = 5/4 R
R	F	F = 9/4 R + 32
F	R	R = 4/9 × (F – 32)

Sumber:wikipedia bahasa indonesia