Looking for a handful of experiences

Grafik Hubungan Tekanan-Densitas Air Laut

Tekanan

Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat, maka suhu akan semakin tinggi. Ini cara untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah daripada di dataran rendah.

Namun pernyataan yang disebutkan diatas tidak berlaku untuk uap air. Karena uap air apabila diberi tekanan tinggi akan terjadi kondensasi (dari gas menjadi cair). Dalam zat padat tekanan semakin tinggi apabila luas permukaan kecil. Semakin kecil luas permukaan semakin besar tekanannya. Seperti pedang yang ditempa atau diasah agar menjadi runcing sisi-sisinya.

Tekanan Berdasarkan Kedalaman Laut

Tekanan air laut bertambah terhadap kedalaman. Tekanan didefinisikan sebagai satuan luas. Semakin ke dalam, semakin besar tekanan air laut. Hal ini disebabkan oleh besarnya gaya yang bekerja pada lapisan yang lebih dalam. Satuan dari tekanan dalam cgs adalah dynes/cm2, sedangkan satuan dalam mks adalah Newton/m2. Satu Pascal sama dengan satu Newton/m2. Dalam oseanografi fisika, satuan tekanan yang digunakan adalah desibar, yang dimana 1 dbar = 10-1bar = 105 dynes/cm2 = 104 Pascal. Dan biasanya kedalaman laut diukur oleh echosounder, dan echosounder diukur berdasarkan tekanan.

Gaya akibat tekanan bekerja dari tekanan yang berbeda pada satu titik ke titik lainnya. Gaya ini bekerja dari tekanan yang lebih tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Di laut, gaya gravitasi yang bekerja (ke arah bawah) akan diimbangi oleh gaya akibat adanya perbedaan tekanan tersebut (ke arah atas), sehingga air yang bergerak ke bawah tidak akan mengalami percepatan. Tekanan air memiliki berbagai sifat. Pertama, ada yang tegak lurus ke seluruh permukaan kontaknya, misalnya air yang berada di dalam gelas, di bak mandi, atau kolam berenang. Kedua, air selalu memberikan tekanan ke semua arah.

Sedangkan agaimana pengaruh kedalaman atau ketinggian terhadap tekanan air? Apakah sama? Jawabnya tentu tidak. Lihatlah orang yang sedang menyelam / diving. Semakin dalam dia menyelam, maka tekanan air semakin kuat, tidak banyak penyelam yang kuat bertahan dalam tekanan tinggi. Termasuk air laut (air asin) dengan air danau (air tawar) tekanannya juga berbeda. Berdasarkan penjelasan itu, maka tekanan air juga berbanding lurus dengan massa jenis dan kedalaman zat cair. Tekanan pada air begantung daripada massa air yang berada diatasnya. Rumus yang digunakan untuk mengukur kedalaman dari harga tekanan adalah persamaan hidrostatis.

Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah permukaan laut yang biasa diukur dalam atmosfir (atm). Tekanan ini tejadi karena adanya berat yang membuat air mengeluarkan tekanan. Gravitasi mempengaruhi dari tekanan yang dihasilkan. Anikouchine dan Sternberg (1981) mengatakan kalau tekanan air pada setiap arah pada suatu badan air memiliki besaran yang sama, air akan bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke bertekanan rendah

Tekanan hidrostatis bebanding lurus dengan kedalaman air. Semakin dalam semakin tinggi juga tekanan hidrostatis. Setiap kedalaman 10 m tekanan hidrostatik bertambah 1 atm, dan seterusnya. Dan pada kedalaman 50m ikan mengalami tekanan hidrostatik sebesar 50 atm, itu berlaku secara proporsional atau terjadi pada seluruh bagian tubuhnya. (Helfman Etal, 1997)

Densitas

Densitas atau kepadatan didefinisikan sebagai massa per satuan volume. Kadang dalam beberapa kasus densitas juga didefinisikan sebagai berat per satuan volume.  Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.

Densitas sangat bepengaruh dalam dinamika air laut. Karena hanya dengan pebedaan densitas kecil pun seperti perbedaan suhu di permukaan laut dapat menghasilkan arus yang sangat kuat. Densitas air laut dipengaruhi oleh temperatur (T), salinitas (S), dan tekanan (p)

Densitas bertambah dengan bertambahnya salinitas dan berkurangnya temperatur, kecuali pada temperatur di bawah densitas maksimum. Densitas air laut terletak pada kisaran 1025 kg m3. Densitas maksimum terjadi di atas titik beku sedangkan untuk salinitas di bawah 24,7 dan di bawah titik beku untuk salinitas di atas 24,7. Hal ini mengakibatkan adanya peristiwa konveksi panas.

* S < 24.7 : air menjadi dingin hingga dicapai densitas maksimum, kemudian jika air permukaan menjadi lebih ringan (ketika densitas maksimum telah terlewati) pendinginan terjadi hanya pada lapisan campuran akibat angin (wind mixed layer) saja, dimana akhirnya terjadi pembekuan. Di bagian kolam (basin) yang lebih dalam akan dipenuhi oleh air dengan densitas maksimum.
* S > 24.7 : konveksi selalu terjadi di keseluruhan badan air. Pendinginan diperlambat akibat adanya sejumlah besar energi panas (heat) yang tersimpan di dalam badan air. Hal ini terjadi karena air mencapai titik bekunya sebelum densitas maksimum tercapai.

Seperti halnya pada temperatur, pada densitas juga dikenal parameterdensitas potensial yang didefinisikan sebagai densitas parsel air laut yang dibawa secara adiabatis ke level tekanan referensi. Densitas air tawar adalah 1000kg/m3. Air laut lebih padat karena terdapat salinitas. Densitas air laut adalah 1027 kg/m3

Perubahan densitas dipengaruhi oleh proses-proses, salah satunya adalah evaporasi (penguapan). Dan terjadinya perubahan suhu yang drastis (thermocline) dan salinitar (Halocline) yang menghasilkan perubahan densitas secara drastis (Pynocline)

Grafik-grafik Densitas CO2-Tekanan Air Laut

Grafik 1.

Kurva tekanan kepadatan karbon dioksida cair diberbagai suhu (Hijau = 10°C, garis hijau putus-putus = 4°C, garis biru putus-putus = 2°C dan garis biru = 0°C) titik tengah pada tekanan-densitas (garis magenta). Titik tengah daya apung untuk karbon dioksida cair pada 2°C dicapai pada kisaran 26,50 MPA atau disekitar kedalaman 2.600m.

Grafik 2

Grafik 3

Grafik 2 dan Grafik 3 menunjukan proyeksi grafik fase. Dalam grafik 2 (tekanan-suhu) titik didih memisahkan antara wilayah gas dan cair. Dan berakhir di titik kritis. Yang dimana fase cair dan gas menghilang menjadi fase superkritis tunggal. Ini dapat diamati di grafik ke 3 (densitas-tekanan untuk CO2). Jauh dibawah suhu kritis, misalnya di 280K. Dengan meningkatnya tekanan, gas terkompres dan akhirnya (>40bar) mengembun. Dan mengakibatkan diskontinuitas (garis titik-titik vertical)

Disaat suhu kritis tercapai (300K). Densitas CO2 menjadi lebih padat. Pada titik kritis (304,1 K dan 7,38 MPa (73,8 bar)) tidak ada perbedaan densitas, dan dari 2 fase menjadi satu fase fluida. Dengan demikian, diatas suhu kritis CO2 tidak dapat dicairkan oleh tekanan

Grafik Densitas-Tekanan Air Laut

Grafik 4

Ini adalah grafik simpel densitas-kedalaman laut. Kita dapat melihat peningkatan densitas air laut seiring makin meningkatnya kedalaman laut.  Pycnocline adalah lapisan air dimana perubahan drastis densitas air terhadap kedalaman laut. Ini adalah grafik untuk laut bagian 30-40 derajat lintang selatan. Dan seperti kita ketahui bahwa tekanan bergantung kepada kedalaman. Semakin dalam laut semakin besar juga tekanannya.

http://www.windows2universe.org/earth/Water/density.html&edu=elem.

http://www.mbari.org/ghgases/deep/scifig4.htm

http://wapedia.mobi/en/Supercritical_fluid

http://penelope.uchicago.edu/Thayer/E/Roman/Texts/Vitruvius/9*.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis


12 responses

  1. babay

    hmmmm….nice info gan!

    apakah tekanan dan densitas dapat mempengaruhi perubahan cuaca di deluruh dunia?

    March 20, 2011 at 7:48 am

  2. adelia

    wooow . tampak rumit sekalii grafikgrafiknya >.<
    tapi dari grafiknya jelas ngegambarin tekanan , temperatur sama kedalaman mempengaruhi densitas banget yah ? makasih info blog nya nuk :)

    March 20, 2011 at 8:27 am

  3. fahmi

    mantabs nuk.. sering” ngepost yg bermanfaat ya.
    bertambah ilmu saya. haha

    March 20, 2011 at 9:00 am

  4. Mantep postnya,,semoga berguna bagi kemajuan kelautan kita ya :D

    March 20, 2011 at 9:58 am

  5. wiih mau komen backgroundnya dlu nih.. mantaaabs!! haha
    infonya bagus nuk!!
    mau nanya nih, sebenarnya yang paling mempengaruhi densitas itu apa sih nuk kalo di laut? kan ada suhu, salinitas sama tekanan.
    tapi di rumus mencari densitas kan massa per volume? bingung saya..hhe

    March 20, 2011 at 3:12 pm

    • yoi dong,semangat juara
      haha
      sebenernya semuanya mempengaruhi,karena antara densitas, suhu, salinitas, dan tekanan semuanya saling terkait, satu jalan semua jalan.
      karena satuan densitas itu kilogram per meter kubik (kg·m-3) sama seperti kita mencari massa jenis.

      March 20, 2011 at 3:21 pm

  6. febrrymarinescience

    haha.. mantep dah saudara dorikun.. terus kalo tekanan dan densitas berhubungan kenapa ya kecepatan suara itu berbanding lurus dengan tekanan dan berbanding terbalik dengan densitas???

    March 21, 2011 at 12:21 am

  7. waw infonya bagus. jadi tau kalo densitas sangat bepengaruh dalam dinamika air laut.

    March 21, 2011 at 10:47 am

  8. Gasss polll mang ,,,

    penjelasan tekanan hidrostatis masih belum faham lur kensep dan analoginya heheh

    March 21, 2011 at 11:47 am

  9. muhammad syafiq

    muhammad syafiq gumilang – 230210090007

    wah bagus euy, jadi ga bosen dari tadi baca tentang densitas terus hehe soalnya ada grafik yang melengkapinya, sip lah!

    March 21, 2011 at 4:58 pm

  10. Wah nice info nih sodara odessa…

    saya mau tanya boleh tidak ??

    Apakah densitas dan tekanan mempengaruhi intensitas cahaya ???

    Terima kasih

    March 21, 2011 at 5:22 pm

  11. wah, bagus nuq infonya..
    kalo di segitiga bermuda densitasnya gimana tuh nuq? kan beredar kabar kalo org yg berlayar kesana tiba2 suka hilang gitu aja, apa ada hubungan sm densitas apa ga ada sma sekali?

    March 21, 2011 at 6:53 pm

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.