Tag: Volume

Menurut Benyamin Lakitan (2001) dan Hefni Effendi (2003) air memiliki karakteristik yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia yang lain, yaitu.

1. Berbentuk cair pada suhu ruang. Semakin besar ukuran molekul suatu senyawa maka pada suhu ruang senyawa tersebut akan cenderung berbentuk cair. Sebaliknya jika ukurannya kecil maka akan cenderung berbentuk gas.`Air yang berat molekulnya sebesar 18 gr/mol berbentuk cair dalam suhu ruang karena adanya ikatan hidrogen yang antara molekul-molekul air, sehingga tiap molekul air akan tidak mudah terlepas dan berubah bentuk menjadi gas.

2. Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas yang baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan suhu yang lambat ini mencegah terjadinya stress pada makhluk hidup akibat perubahan suhu yang mendadak dan juga memelihara suhu bumi agar sesuai dengan makhuk hidup.

3. Panas laten vaporisasi dan fusi yang tinggi. Panas laten vaporisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 gr pada suhu 20oC. Sedangkan panas laten fusi adalah energi yang dibutuhkan untuk mencairkan 1 gr es pada suhu 0oC. Besarnya energi panas laten vaporisasi adalah 586 cal dan untuk panas laten fusi adalah 80 cal. Tingginya energi yang diperlukan untuk menguapkan air ini penting artinya bagi tumbuhan dalam upaya menjaga stabilitas suhu daun melalui proses transpirasi.

2. Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas yang baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan suhu yang lambat ini mencegah terjadinya stress pada makhluk hidup akibat perubahan suhu yang mendadak dan juga memelihara suhu bumi agar sesuai dengan makhuk hidup.

5. Adanya gaya adhesi dan kohesi. Air bersifat polar sehingga gaya tarik menarik antara molekul air dengan molekul lainnya (misalnya dengan protein dan polisakarida penyusun dinding sel) akan mudah terjadi. Adhesi merupakan daya tarik menarik antara molekul air yang berbeda. Kohesi adalah daya tarik menarik antara molekul yang sama. Adanya kohesi dan adhesi ini menyebabkan air dapat diangkut ke seluruh tubuh tumbuhan melalui jaringan xilem. Selain itu juga menyebabkan adanya tegangan permukaan yang tinggi, ini memungkinkan air mampu membasahi suatu bahan secara baik.

6. Air merupakan satu-satunya senyawa yang meregang ketika membeku. Ini berarti es memiliki kerapatan atau densitas (massa/volume) yang lebih rendah dibandingkan air. Dengan demikian es akan mengapung di atas air. Sifat ini mengakibatkan air permukaan yang berada di daerah beriklim dingin hanya membeku dipermukaan saja sehingga organisme akuatik masih bisa bertahan hidup.


Ketika sistem mengalami perubahan dari kondisi awal ke kondisi akhir, sistem dikatakan telah mengalami proses. Selama proses termodinamika, satu atau lebih sifat sistem seperti suhu, tekanan, volume, entalpi atau panas, entropi, dll, berubah. Hukum kedua termodinamika memungkinkan kita untuk mengklasifikasikan semua proses dalam dua kategori utama: proses reversibel atau ideal dan proses yang ireversibel atau alami.

Apa itu Proses Reversibel?

Proses reversible adalah di mana sistem dan sekitarnya dapat dikembalikan ke keadaan awal dari keadaan akhir tanpa menghasilkan perubahan apa pun dalam sifat termodinamika alam semesta. Dalam gambar di bawah, mari kita anggap bahwa sistem telah mengalami perubahan dari keadaan A ke keadaan B. Jika sistem dapat dipulihkan dari keadaan B ke keadaan A, dan tidak ada perubahan di alam semesta, maka prosesnya dikatakan menjadi proses yang reversibel. Proses reversibel dapat dibalik sepenuhnya dan tidak ada jejak yang tersisa untuk menunjukkan bahwa sistem telah mengalami perubahan termodinamika.

Agar sistem dapat mengalami perubahan yang dapat reversible, ia harus terjadi dengan sangat lambat karena gradien yang sangat kecil. Selama proses reversibel semua perubahan dalam keadaan yang terjadi dalam sistem berada dalam kesetimbangan termodinamika satu sama lain.

Jadi ada dua kondisi penting untuk proses reversibel terjadi. Pertama, proses harus terjadi dalam waktu yang sangat kecil dan kedua kondisi awal dan akhir dari sistem harus berada dalam kesetimbangan satu sama lain.

Jika selama proses reversibel, kandungan kalor sistem tetap konstan, yaitu proses adiabatik, maka proses tersebut juga merupakan proses isentropik, yaitu entropi sistem tetap konstan.

Fenomena yang mengalami perubahan reversibel juga disebut reversibilitas. Dalam praktik aktual, proses reversibel tidak pernah terjadi, sehingga merupakan proses ideal atau hipotetis.

proses Reversible
proses Reversible

Proses ireversibel

Proses ireversibel adalah proses alami karena semua proses yang terjadi di alam. Proses alami terjadi karena gradien terbatas antara dua keadaan sistem. Misalnya, aliran kalor antara dua benda terjadi karena gradien suhu antara dua benda; ini sebenarnya adalah aliran panas alami. Demikian pula, air mengalir dari level tinggi ke level rendah, arus bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah, dll.

Berikut adalah beberapa poin penting tentang proses ireversibel :

1) Dalam proses ireversibel kondisi awal sistem dan lingkungan tidak dapat dipulihkan dari kondisi akhir.

2) Selama proses yang ireversibel, berbagai kondisi sistem pada jalur perubahan dari kondisi awal ke kondisi akhir tidak berada dalam kesetimbangan satu sama lain.

3) Selama proses ireversibel entropi sistem meningkat secara pasti dan tidak dapat dikurangi kembali ke nilai awalnya.

4) Fenomena suatu sistem yang mengalami proses ireversibel disebut sebagai irreversibilitas.


Saat Anda membakar sesuatu di atas kompor, dapur akan berbau asap. Namun, beberapa menit kemudian, seluruh tempat Anda akan mencium bau makanan yang terbakar. Itu karena atom-atom makanan yang terbakar menyebar ke seluruh rumah Anda. Difusi adalah proses di mana atom-atom dari satu bahan dipindahkan ke bahan lain melalui gerakan atom acak. Dalam difusi, atom cenderung menyebar secara merata, seperti ketika asap bergerak dari konsentrasi tinggi di dapur ke konsentrasi yang lebih rendah di seluruh rumah Anda. Laju difusi tergantung pada beberapa faktor.

Difusi

Faktor yang mempengaruhi laju difusi adalah:

Suhu

Dari semua faktor yang mempengaruhi laju difusi, suhu adalah yang paling penting. Suhu memiliki efek terbesar pada laju difusi dan merupakan faktor termudah untuk berubah. Meningkatkan suhu akan meningkatkan laju difusi dengan menambahkan energi ke setiap partikel. Ini karena partikel-partikel dengan lebih banyak energi memantul satu sama lain lebih sering dan menyebar merata ke seluruh volume material. Demikian pula, menurunkan suhu akan menurunkan laju difusi dengan menurunkan energi setiap partikel.

Perbedaan Konsentrasi

Tingkat difusi tergantung pada perbedaan antara konsentrasi di seluruh bahan inang, dengan perbedaan konsentrasi yang lebih tinggi menghasilkan laju difusi yang lebih tinggi. Misalnya, difusi melalui dinding tipis atau membran akan terjadi dengan cepat jika ada konsentrasi gas yang tinggi di satu sisi dan tidak ada gas di sisi lain dinding. Jika sudah ada jumlah gas yang hampir sama di kedua sisi, difusi akan jauh lebih lambat.

Jarak Difusi

Tingkat difusi berbanding terbalik dengan jarak di mana material tersebut berdifusi. Artinya, jarak yang lebih kecil menghasilkan laju difusi yang lebih cepat dan jarak yang lebih besar menghasilkan laju difusi yang lebih lambat. Ini masuk akal, karena gas berdifusi melalui dinding tipis lebih cepat daripada yang berdifusi melalui dinding tebal.

Bahan Penyebaran dan Inang

Tingkat difusi juga tergantung pada material yang difusi dan material yang difusi. Pada suhu tertentu, semua partikel memiliki energi rata-rata yang sama. Ini berarti bahwa atom yang lebih ringan, seperti hidrogen, karbon, oksigen dan nitrogen bergerak lebih cepat dan lebih mobile daripada atom yang lebih besar seperti tembaga atau besi. Bahan yang terbuat dari atom yang lebih ringan ini berdifusi lebih cepat dari bahan yang lebih berat.

Osmosis

Osmosis adalah pergerakan air dari daerah konsentrasi terlarut tinggi melalui membran semi permeabel ke area konsentrasi terlarut rendah untuk menyamakan konsentrasi terlarut di kedua sisi.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Tingkat Osmosis yaitu:

  • Temperatur – Semakin tinggi suhunya, semakin cepat pergerakan molekul air melintasi membran semi permeabel.
  • Area Permukaan – Semakin besar luas permukaan, semakin banyak ruang bagi molekul untuk bergerak dengan mudah; semakin kecil area, semakin terbatas pergerakan molekul dan semakin lambat pergerakannya.
  • Perbedaan Potensial Air – Semakin tinggi perbedaan dalam potensial air, semakin cepat osmosis; karena molekul air yang lebih rendah berada di wilayah konsentrasi rendah, lebih banyak molekul air dari wilayah konsentrasi tinggi dapat masuk lebih cepat dan lebih mudah.
  • Tekanan – Semakin banyak tekanan, semakin cepat molekul akan bergerak karena mereka didorong lebih cepat pada konsentrasi rendah.
  • Gradien konsentrasi – Pergerakan osmosis dipengaruhi oleh gradien konsentrasi; semakin rendah konsentrasi zat terlarut dalam pelarut, semakin cepat osmosis akan terjadi dalam pelarut itu.
  • Terang dan gelap – Mereka juga merupakan faktor osmosis; karena semakin terang cahayanya, semakin cepat osmosis terjadi.


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.


Penerapan prinsip-prinsip termodinamika dimulai dengan mendefinisikan sistem yang dalam beberapa hal berbeda dari lingkungannya. Misalnya, sistem dapat berupa sampel gas di dalam silinder dengan piston bergerak, seluruh mesin uap, pelari maraton, planet Bumi, bintang neutron, lubang hitam, atau bahkan seluruh alam semesta. Secara umum, sistem bebas untuk bertukar kalor, usaha, dan bentuk energi lainnya dengan lingkungannya.

Kondisi sistem pada waktu tertentu disebut keadaan termodinamika. Untuk gas dalam silinder dengan piston yang dapat digerakkan, keadaan sistem diidentifikasi oleh suhu, tekanan, dan volume gas. Sifat ini adalah parameter karakteristik yang memiliki nilai tertentu di setiap keadaan bagian dan tidak tergantung pada cara sistem mencapai kondisi tersebut. Dengan kata lain, setiap perubahan nilai properti hanya bergantung pada kondisi awal dan akhir sistem, bukan pada jalur yang diikuti oleh sistem dari satu kondisi ke kondisi lainnya. Properti seperti itu disebut fungsi keadaan. Sebaliknya, usaha yang dilakukan saat piston bergerak dan gas mengembang dan kalor yang diserap gas dari sekitarnya tergantung pada cara terperinci di mana ekspansi terjadi.

Perilaku sistem termodinamika yang kompleks, seperti atmosfer Bumi, dapat dipahami dengan terlebih dahulu menerapkan prinsip keadaan dan sifat-sifat pada bagian-bagian komponennya — dalam hal ini, air, uap air, dan berbagai gas yang membentuk atmosfer. Dengan mengisolasi sampel bahan yang keadaan dan sifatnya dapat dikontrol dan dimanipulasi, sifat dan keterkaitannya dapat dipelajari ketika sistem berubah dari keadaan ke keadaan.


Usus besar sangat kondusif untuk kelangsungan hidup bakteri, pertumbuhan, dan replikasi, karena pH rendah, konsentrasi garam empedu yang lebih rendah, volume besar dan luas permukaan, aktivitas peristaltik yang lebih rendah, dan waktu transit yang lebih lama. Secara imunologis, usus besar tidak mengandung level tinggi dari IgA yang disekresikan dan jaringan limfoid yang terorganisir dengan baik seperti GALT yang terlihat di usus kecil, walaupun folikel / patch limfoid yang berhubungan dengan mukosa (MALT) biasanya dapat dikenali.

Sebagai chyme, bubur makanan yang dicerna lewat dari usus kecil ke usus besar melalui sfingter ileosekal dan sekum, di mana ia bercampur dengan bakteri menguntungkan dari usus besar. Kemudian bergerak melalui empat daerah usus besar (haustra) selama beberapa jam sebagai akibat dari peristaltik. Dalam beberapa kasus, proses ini bisa menjadi jauh lebih cepat dengan gelombang peristaltik yang lebih kuat setelah makan besar.

Penyerapan vitamin

Anda mungkin menganggap vitamin sebagai nutrisi yang diserap lebih tinggi dalam saluran pencernaan, tetapi usus besar memainkan peran yang sangat penting dalam menyerap vitamin yang diperlukan untuk kesehatan yang baik. Vitamin-vitamin ini sebenarnya diproduksi oleh bakteri sehat di usus besar melalui fermentasi dan termasuk:

  • Vitamin K
  • Biotin (vitamin B7)