Tag: Isotop

Mengapa es mengapung di atas air dan bukan tenggelam, seperti kebanyakan padatan? Ada dua bagian untuk menjawab pertanyaan ini. Pertama, mari kita lihat mengapa sesuatu mengapung. Lalu, mari kita periksa mengapa es mengapung di atas air cair, bukannya tenggelam ke dasar.

Mengapa Es Mengapung

Suatu zat mengapung jika kurang padat, atau memiliki massa lebih sedikit per satuan volume, dibandingkan komponen lain dalam campuran. Misalnya, jika Anda melemparkan segenggam batu ke dalam ember berisi air, bebatuan yang padat dibandingkan air akan tenggelam. Air, yang kurang padat dari bebatuan, akan mengapung. Pada dasarnya, bebatuan mendorong air keluar dari jalan atau menggusurnya. Agar suatu benda dapat mengapung, ia harus memindahkan berat cairan yang sama dengan beratnya sendiri.

Air mencapai kerapatan maksimum pada 4 C (40 F), sifat air tidak biasa sehingga disebut anomali air. Karena semakin dingin dan membeku menjadi es, itu sebenarnya menjadi kurang padat. Di sisi lain, sebagian besar zat paling padat dalam keadaan padat (beku) daripada dalam keadaan cair. Air berbeda karena ikatan hidrogen.

Sebuah molekul air dibuat dari satu atom oksigen dan dua atom hidrogen saling bergabung dengan ikatan kovalen. Molekul air juga saling tertarik oleh ikatan kimia yang lebih lemah (ikatan hidrogen) antara atom hidrogen bermuatan positif dan atom oksigen bermuatan negatif dari molekul air tetangga. Saat air mendingin di bawah 4 C, ikatan hidrogen menyesuaikan untuk memisahkan atom oksigen bermuatan negatif. Ini menghasilkan kisi kristal, yang umumnya dikenal sebagai es.

Es mengapung karena bentuk air padat sekitar 9% lebih sedikit daripada air cair yang dipengaruhi oleh sifat anomali air. Dengan kata lain, es membutuhkan ruang sekitar 9% lebih banyak daripada air, jadi satu liter es memiliki berat kurang dari satu liter air. Air yang lebih berat menggantikan es yang lebih ringan, sehingga es mengapung ke atas. Salah satu konsekuensi dari ini adalah danau dan sungai membeku dari atas ke bawah, memungkinkan ikan untuk bertahan hidup bahkan ketika permukaan danau membeku. Jika es tenggelam, air akan dipindahkan ke atas dan terkena suhu yang lebih dingin, memaksa sungai dan danau untuk diisi dengan es dan membeku seluruhnya.

Es Air Berat tenggelam

Namun, tidak semua es air mengapung di atas air biasa. Es yang dibuat menggunakan air berat, yang mengandung deuterium isotop hidrogen, tenggelam dalam air biasa. Ikatan hidrogen masih terjadi, tetapi itu tidak cukup untuk mengimbangi perbedaan massa antara air normal dan air berat. Es air berat tenggelam dalam air yang deras.


Berlian memiliki jaringan tiga dimensi ikatan kovalen yang kuat. Sangat sulit untuk memutuskan ikatan kovalen yang panjang dan karena itu, berlian adalah zat yang paling kuat di bumi. Di sisi lain, grafit memiliki struktur lapisan dan lapisan-lapisannya disatukan oleh gaya Vander Waals yang lemah. Oleh karena itu, grafit mudah membelah antara lapisan-lapisan dan, karenanya, sangat lunak dan licin.


Hidrologi kimia

Hidrologi kimia adalah ilmu yang mempelajari karakteristik kimia air. Itu menguji bagaimana air terpengaruh ketika kontak dengan bahan yang berbeda di dan di bawah permukaan bumi. Bidang ini termasuk studi tentang mekanisme dimana garam diangkut oleh proses seperti erosi, limpasan, penguapan, dan pengendapan.

Ekohidrologi

Ekohidrologi adalah studi tentang proses ekologis dalam siklus hidrologi. Seperti proses-proses ini terjadi di tanah dan daun tanaman, ekohidrologi mempelajari bagaimana sistem hidrologi mempengaruhi fisiologi tanaman, kelembaban tanah, dan keanekaragaman tanaman dan orientasi spasial di berbagai daerah selama periode waktu. Ekohidrologi memiliki empat komponen utama: infiltrasi pengendapan ke dalam tanah, evapotranspirasi, kebocoran air ke bagian yang lebih dalam dari tanah yang tidak dapat diakses oleh tanaman, dan limpasan dari permukaan tanah.

Hidrogeologi

Hidrogeologi (atau geohidrologi) adalah studi tentang distribusi dan pergerakan air dalam akuifer dan media berpori dangkal — yaitu lapisan berpori dari batuan, pasir, endapan lumpur, dan kerikil di bawah permukaan Bumi. Hidrogeologi memeriksa laju difusi air melalui media ini ketika air bergerak menuruni gradien energinya. Aliran air di bawah permukaan dangkal juga berkaitan dengan bidang ilmu tanah, pertanian, dan teknik sipil. Aliran air dan cairan lain (hidrokarbon dan cairan geotermal) dalam formasi yang lebih dalam relevan dengan bidang geologi, geofisika, dan geologi minyak bumi.

Hidroinformatika

Hidroinformatika adalah adaptasi teknologi informasi untuk aplikasi hidrologi dan sumber daya air. Tujuannya adalah untuk memfasilitasi pengambilan keputusan untuk banyak aplikasi penting. Data hidrologi dikumpulkan, disimpan, diproses, dan dianalisis menggunakan teknik pemodelan dan simulasi, berdasarkan pengetahuan sistem tertentu. Tiga jenis umum data hidrologi yang dikumpulkan adalah: laju aliran sungai besar dan sungai, curah hujan, dan ketinggian air di sumur.

Hidrometeorologi

Hidrometeorologi adalah studi tentang transfer air dan energi antara permukaan tanah dan permukaan air dan atmosfer yang lebih rendah. Hidrometeorologi menggabungkan meteorologi untuk memecahkan masalah hidrologi. Masalah-masalah ini termasuk banjir atau kekeringan, atau menentukan sumber daya air dan keamanan bendungan. Ahli hidrometeorologi mencoba untuk menentukan, melalui data atau teori empiris, bagaimana dinamika air di atmosfer mempengaruhi tingkat curah hujan terbesar yang mencapai tanah. Domain hidrometeorologi dalam ilmu fisika tidak didefinisikan dengan sangat jelas, karena melibatkan fisika awan, klimatologi, ramalan cuaca, dan hidrologi, adalah contoh beberapa nama.

Hidromorfologi

Hidromorfologi adalah studi tentang karakteristik fisik badan air di permukaan bumi, termasuk cekungan sungai, saluran, sungai, dan danau. Kualitas air, tingkat polusi, dan komponen biologis yang diperlukan untuk pemeliharaan sistem ekologi adalah beberapa area yang dinilai ketika mengklasifikasikan sistem air. Hidromorfologi mempelajari dinamika aliran air tanah ke saluran, danau, dan sungai. Ini mengukur pola aliran dan geometri serta arus routing untuk menghindari banjir atau kekeringan.

Hidrologi isotop

Hidrologi isotop adalah studi tentang tanda isotop air. Subbidang hidrologi ini memanfaatkan penanggalan isotop untuk menentukan asal usul dan usia air di seluruh gerakannya dalam siklus hidrologi. Penanggalan isotop melibatkan pengukuran tingkat penyimpangan dalam isotop oksigen dan hidrogen dalam air. Peneliti dapat menentukan air tanah yang tertanggal sejauh jaman es dengan menggunakan teknik ini. Hidrologi isotop membahas kebijakan penggunaan air, pemetaan akuifer, konservasi sumber daya air, dan mempertahankan tingkat polusi. Salah satu cara hidrologi isotop yang diterapkan saat ini adalah dalam mitigasi kadar arsenik dalam air minum Bangladesh.

Limnologi

Limnologi adalah studi tentang badan air di atau dekat permukaan bumi. Sungai, bendungan, danau, dan waduk adalah bagian dari bidang studi ini, yang lebih jauh mencakup sistem yang digunakan dalam kegiatan rekreasi dan transportasi. Permukaan hidrologi membahas masalah yang berkaitan dengan mengikis tanah dan aliran karena aliran permukaan. Banjir, limpasan unsur hara, dan polutan adalah beberapa efek yang dibahas, serta penghancuran konstruksi sipil seperti bendungan. Metode pengaturan desain hidrologi dan hidrologi juga dilakukan dalam bidang studi ini, karena para peneliti mensimulasikan efek jangka panjang dan jangka pendek dari bentuk permukaan air yang dimanipulasi secara antropogenik.


Dinding sel pada tumbuhan yang umum terdiri dari empat lapisan: lamella tengah, dinding primer, sekunder dan tersier yang sebagian besar terdiri dari selulosa atau kitin. Selulosa dan kitin adalah polisakarida, yang artinya mereka terdiri dari banyak molekul gula yang saling terkait. Selulosa termasuk polimer dari glukosa, yang hanya berisi karbon, hidrogen, dan oksigen, sedangkan kitin adalah polimer N-asetilglukosamin, gula yang mengandung nitrogen juga.

struktur dindin sel
struktur dindin sel tumbuhan

Dinding sel pada jamur terdapat keragaman di antara berbagai kelompok tetapi kebanyakan mengandung mikrofibril kitin yang tertanam dalam matriks polisakarida dan ditutupi dengan lapisan molekul yang terikat longgar tambahan yang menggabungkan gula dan peptida (rantai asam amino). Namun, dinding sel dari Oomycota mengandung selulosa, bukan kitin. Berbagai kelompok jamur dapat dibedakan antara lain dengan komposisi komponen dinding sel mereka.

Pada Eubacteria, dinding sel terdiri dari satu atau lebih lapisan peptidoglikan, yang disebut murein. Peptidoglikan adalah kombinasi antara peptida dan gula. Murein terdiri dari gula N-asetilglukosamin dan asam N-acetylmuramic.


DNA eukariotik, DNA yang ditemukan pada semua hewan, tumbuhan, dan jamur; selubung inti adalah karakter yang paling menentukan bagi semua organisme eukariotik. Pada eukariota, sebagian besar DNA disimpan di dalam inti sel, namun ada juga yang ditemukan dalam organel seperti kloroplas dan mitokondria. Protein histon dan DNA terorganisir yang dipadatkan dalam kromosom.

Dalam organisme hidup, DNA ada sebagai sepasang molekul yang dibuat erat bersama-sama dan membentuk struktur heliks ganda. Secara struktural DNA terdiri dari dua polimer panjang yang terbuat dari unit berulang yang disebut nukleotida. Tulang punggung untai DNA dibuat oleh residu gula fosfat bolak-balik. Gula yaitu 2-deoksiribosa, yaitu gula lima -Karbon disebut sebagai pentosa. Setiap gula bergabung bersama oleh gugus fosfat yang membentuk ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga dan kelima cincin gula yang berdekatan.

Dalam struktur heliks ganda, arah nukleotida pada satu untai berlawanan dengan arah berdiri mereka yang lain (yaitu anti-paralel). Ujung asimetris dari untaian DNA terdiri 5 ‘(prime lima) dan 3’ (prime tiga) berakhir di mana ujung 5 ‘ memiliki gugus fosfat terminal, dan ujung 3’ memiliki gugus hidroksil terminal. DNA heliks ganda distabilkan oleh ikatan hidrogen antara nukleotida dan interaksi susun basa- antara nukleobasa. Ada empat basa yang ditemukan dalam DNA seperti adenin (A) sitosin (C), guanin (G), dan timin (T). A dan G disebut purin dan C dan T disebut pirimidin. Keempat basa mengikat gula atau fosfat dan membentuk nukleotida lengkap. Setiap nukleobasa pada satu untai berinteraksi dengan satu jenis nukleobasa dalam untai lainnya. Purin membentuk ikatan hidrogen untuk pirimidin. Di sini, A berikatan hanya untuk T oleh dua ikatan hidrogen, dan ikatan C hanya untuk G dengan tiga ikatan hidrogen.


Kingdom Archaebacteria merupakan kedua jenis bakteri aerobik serta bakteri anaerob. Archaea telah diamati dilengkapi dengan jalur metabolisme dan beberapa unit hereditas yang sangat dekat dalam bentuk dan fungsi untuk organisme eukariotik. Paling signifikan antara aspek-aspek tersebut adalah enzim yang dimiliki dan diproduksi oleh archaea yang terlibat dalam terjemahan genetik dan transkripsi.

Selain pengamatan ini, karakteristik lain dari archaebacteria adalah mampu mengeluarkan energi dan nutrisi dari sumber lebih dari bentuk kehidupan eukariotik. Sumber-sumber energi dan makanan termasuk gula, ion logam, hidrogen serta sinar matahari. Beberapa spesies archaea juga dapat mengkonversi gas karbon dioksida untuk senyawa karbon padat, sebuah proses yang dikenal sebagai fiksasi karbon. Archaebacteria dapat bereproduksi secara aseksual dalam dengan mengikuti salah satu dari tiga cara berikut – tunas, pembelahan biner atau fragmentasi. Contoh yang baik dari Archaebacteria yang Halobacteria dan Methanocella.