uap air dan gas lain

UAP AIR DAN GAS LAIN

Organisme terrestrial hidup didalam gas medium dengan sebagian komposisinya nitrogen dan oksigen, uap air ada dalam jumlah yang bervariasi, dan gas-gas lain dalam jumlah yang kecil. Organisme merubah oksigen, karbon dioksida, dan uap air sesuai dengan keadaan disekitar mereka.

Sebagai uap air, roughly 44 kilojoule dibutuhkan untuk merubah beberapa mol ke keadaan uap. Ini disebut sebagai kalor laten dari penguapan. 580 kali yang dibutuhkan energy untuk merubah temperature dari 1 mol air ke 10°C. Oleh karena itu hadir sebuah enormous sink untuk energy didalam lingkungan mahluk hidup.

Spesifikasi Konsentrasi Gas• Hubungan dari

kerapatan atau konsentrasi dan jumlah subtansi j didalam gas adalah:

• Karena fraksi mol j adalah rasio mol gas j dengan udara:

VMn

P jjj

aj

ja

a

jj M

Mnn

C

• Variasi kerapatan dengan tekanan dan suhu diberikan oleh hukum boyle-Charles dimana keadaan bahwa volume tekanannya (P) dan secara lansung sebanding ke suhu Kelvin(T). Menggunakan hukum Boyle-Charles kerapatan molar udara bisa dihitung dari :

• Nilai tengah suhu untuk perhitungan biophysical adalah 293 K (20 0C)dengan (101,3 kPa).

• Hubungan antara V1T1 tekanan untuk sebuah gas sempurna adalah :

• Versi lain dari hukum gas mulia, yaitu Kerapatan sebuah gas adalah penggandaan massa molekul untuk sejumlah mol dan dibagi dengan volume gas. Persamaannya memberikan hubungan antara tekanan parsial gas dengan konsentrasinya

RTnVP jj

j

jj M

RTpP

Uap Air: Kondisi Jenuh• Keseimbangan tekanan uap yang terbentuk antara

larutan cair dan uap air dalam system tertutup dikenal sebagai tekanan uap jenuh untuk sistem partikel.

• Indikasi tekanan uap jenuh ditetapkan sebagai suhu

• Sebuah hubungan yang cukup akurat untuk perhitungan lingkungan biofisika:

• Slope fraksi mol jenuh dengan suhu juga sering digunakan dalam perhitungan. Hal itu diperoleh dengan membagi slope fungsi tekanan uap jenuh dengan tekanan atmosfer. Slope fungsi tekanan uap jenuh diperoleh dengan membedakan persamaan

untuk memperoleh:

8200

exp3,101 APa

cTbTaTes exp

)()(

TcTecb s

untuk memperoleh:

• Slope dari fraksi mole digambarkan sebagai s, dan didapat:

aps

)()(

TcTecb s

Kondisi Penjenuhan Parsial

• Penjenuhan parsial dinyatakan dalam tekanan uap atau fraksi mol lingkungan, kelembaban relatif, defisit uap air, suhu titik embun, atau suhu basah

• Tekanan uap lingkungan adalah tekanan uap air sederhana yang ada pada udara, sebagai lawan tekanan uap air jenuh. Kelambaban relatif adalah rasio tekanan uap lingkungan pada tekanan uap air jenuh pada suhu udara:

•

as

ar Te

eh

• Defesit uap adalah perbedaan tekanan uap jenuh atau fraksi mol antara udara jenuh dan udara sekitar:

• Suhu titik embun adalah suhu pada udara ketika didinginkan, tanpa mengubah kadar air atau tekanan, hanya kejenuhan. Dengan kata lain, tekanan uap jenuh pada suhu titik embun adalah sama pada tekanan uap air lingkungan:

rasaas hTeeTeD 1

aas eTe

• Keragaman kelembaban yang penting lainnya adalah temperatur bola basah, Tw.

• Persamaan untuk suhu bola basah dan suhu bola kering

• Dengan

• disebut dengan konstanta psychrometer termodinamik.

• Psychrometer merupakan sebuah peralatan berisi dua termometer. Satu termometer mengukur temperatur udara dan yang lainnya untuk mengukur temperatur bola basah

Pa

eaTwesCTCTTc vawswap])([)()(

pc

)()( waawsa TTpTee

Selain dari persamaan tersebut, untuk menentukan tekanan uap dari suhu bola basah dan bola kering, dapat pula dengan menggunakan grafik berikut:

• Tiga kuantititas lain secara umum digunakan oleh para ahli meteorologi untuk menjelaskan konsentrasi uap air di udara, yaitu kelembaban mutlak, rasio campuran dan kelembaban spesifik. Kelembaban mutlak, juga dikenal sebagai densitas uap air, adalah massa dari uap air per unit volume udara.

• Rasio campuran r merupakan massa dari uap air per unit massa dari udara kering. Rasio ini dihitung dari fraksi mol dari uap air menggunakan:

RTMe wa

v

CvaCvar

1622.0

• kelembaban yang spesifik q merupakan massa uap air dibagi dengan massa dari udara lembab, dan dihubungkan pada fraksi mol oleh:

• unit r dan q biasanya dinyatakan dalam g/kg. Tabel 3.2 membandingkan nilai r dan q dengan nilai sampel dari kelembaban yang menunjukkan keragaman di udara.Cva

Cvaq378.01

622.0

es (20) (kPa)

ea(kPa)

Td(C) Tw (C) Cva (mmol/mol)

Pv (g/m3)

r (k/kg) q (g/kg)

2.34 1.17 9.3 14.0 11.7 8.65 7.36 7.31

Variasi yang Renggang dan Temporal Dari Uap Air Atmosfer

• Tekanan uap air cenderung menjadi lebih tinggi pada siang hari tersebut dari pada malam hari

• kelembaban mendekati satu dan defisit uap air mendekati nol pada pagi hari. Pada siang hari, kelembaban sekitar 0.3 dan defisit uap air adalah 2 kPa.

• Semua variasi ini menyebabkan perubahan pada temperatur, dengan tidak ada perubahan pada konsentrasi uap air pada udara.

Pendugaan Konsentrasi Uap Air pada Udara

• Pendugaan tekanan uap air lebih mudah dibuat dibandingkan dengan pengukuran kelembaban atmosfer.

• Perubahan massa udara dan adveksi, tekanan uap air pada udara relatif tetap selama hari tersebut dan dari hari ke hari.

• Kelembaban tersebut juga memiliki keragaman yang kecil antara dalam ruangan dan luar ruangan.