Pengertian Suhu dan Panas

Slide1SUHU UDARA SUHU  UDARA

Slide6PengertianPengertian ► Panas  =  Bentuk  energi  yang  dikandung  oleh  sebuah benda  dalam  satuan  kalori  (cal)  atau  joule  (J) ► Panas  =  Bentuk  energi  yang  dikandung  oleh  sebuah benda  dalam  satuan  kalori  (cal)  atau  joule  (J) ► Suhu  mencerminkan  energi  kinetik  rata-rata  dari gerakan  molekukl-molekul, ► Suhu  mencerminkan  energi  kinetik  rata-rata  dari gerakan  molekukl-molekul, Ek  =  ½  m  v2  =  3/2  NkT Ek  =  ½  m  v2  =  3/2  NkT Ek  =  energi  kinetik  rata-rata  dari  molekul  gas Ek  =  energi  kinetik  rata-rata  dari  molekul  gas m   =  massa  sebuah  molekul m   =  massa  sebuah  molekul V2  =  kecepatan  kuadrat  rata-rata  dari  gerakan  molekul V2  =  kecepatan  kuadrat  rata-rata  dari  gerakan  molekul N    =  jumlah  molekul  per  satuan  volume N    =  jumlah  molekul  per  satuan  volume k   =  tetapan  Boltzman k   =  tetapan  Boltzman T    =  Suhu  Mutlak  (K) T    =  Suhu  Mutlak  (K)

Slide7Satuan Suhu Satuan  Suhu ► Celcius  =  0  –  100  o C ► Celcius  =  0  –  100  o C ► Fahrenheit  =  32  –  212  o F ► Fahrenheit  =  32  –  212  o F ► REamur   =  0  –  80  o R ► REamur   =  0  –  80  o R ► Kelvin   =  0  –  273  K ► Kelvin   =  0  –  273  K x  o C  =  (9/5  x  +  32)  o F x  o C  =  (9/5  x  +  32)  o F   =  (4/5  x)  o R   =  (4/5  x)  o R   =  (x  +  273)  K   =  (x  +  273)  K

Slide8Kapasitas Panas  dan  Panas  Jenis Kapasitas  Panas  dan  Panas  Jenis C  =  ∆Q/∆T C  =  ∆Q/∆T C  =  kapasitas  panas  (J  C o-1  =  J  K -1  ) C  =  kapasitas  panas  (J  C o-1  =  J  K -1  ) ∆Q  =  penambahan  (+)  atau  pengurangan  panas  (J) ∆Q  =  penambahan  (+)  atau  pengurangan  panas  (J) ∆T  =  perubahan  suhu  (K),  naik  (+)  atau  turun  (-) ∆T  =  perubahan  suhu  (K),  naik  (+)  atau  turun  (-) C  =  m  c C  =  m  c m  =  massa,  c  =  panas  jenis m  =  massa,  c  =  panas  jenis cv  =  panas  jenis  pada  volume  tetap,  cp  =  panas jenis  pada  tekanan  tetap cv  =  panas  jenis  pada  volume  tetap,  cp  =  panas jenis  pada  tekanan  tetap

Slide9Kapasitas Panas  dan  Panas  Jenis Kapasitas  Panas  dan  Panas  Jenis ► ∆Q/m  =  cv.  ∆T ► ∆Q/m  =  cv.  ∆T ► Penambahan/pengurangan  panas  yang  sama  (∆Q) akan  menghasilkan  perubahan  (kenaikan/penurunan) suhu  yang  lebih  besar  pada  benda  dengan  panas  jenis c  yang  lebih  besar  pula ► Penambahan/pengurangan  panas  yang  sama  (∆Q) akan  menghasilkan  perubahan  (kenaikan/penurunan) suhu  yang  lebih  besar  pada  benda  dengan  panas  jenis c  yang  lebih  besar  pula ► Air  merupakan  penyimpan  panas  terbaik  karena kapasitas  panas  yang  besar  c  =  4200  J  /kg  K, dibandingkan  tanah  dengan  c  =  800  J  /kg  K ► Air  merupakan  penyimpan  panas  terbaik  karena kapasitas  panas  yang  besar  c  =  4200  J  /kg  K, dibandingkan  tanah  dengan  c  =  800  J  /kg  K ► Udara  merupakan  penyimpan  panas  terburuk  c  =  717 J  /kg  K  (paling  cepat  panas  dan  dingin)  dibandingkan daratan  dan  lautan. ► Udara  merupakan  penyimpan  panas  terburuk  c  =  717 J  /kg  K  (paling  cepat  panas  dan  dingin)  dibandingkan daratan  dan  lautan. ► Kerapatan  udara  lebih  rendah  dibandinkan  air  dan tanah ► Kerapatan  udara  lebih  rendah  dibandinkan  air  dan tanah ► KApasitas  panas  udara  sangat  rendah,  suhu  akan sangat  peka  terhadap  perubahan  energi  di  permukaan bumi ► KApasitas  panas  udara  sangat  rendah,  suhu  akan sangat  peka  terhadap  perubahan  energi  di  permukaan bumi

Slide10Proses Pemindahan  Panas Proses  Pemindahan  Panas ► Konduksi ► Konduksi Proses  pemindahan  panas  pada  benda-benda padat  seperti  tanah Proses  pemindahan  panas  pada  benda-benda padat  seperti  tanah Sebagian  energi  kinetik  benda/medium  yang bersuhu  lebih  tinggi  dipindahkan  ke  molekul benda  yang  bersuhu  lebih  rendah. Sebagian  energi  kinetik  benda/medium  yang bersuhu  lebih  tinggi  dipindahkan  ke  molekul benda  yang  bersuhu  lebih  rendah. Energi  panas  seolah-olah  merambat  melalui medium  tersebut Energi  panas  seolah-olah  merambat  melalui medium  tersebut

Slide11KonduksiKonduksi G  =  - κ   dT/dz G  =  - κ   dT/dz G  =  fluks  panas  (W  m -2 ) G  =  fluks  panas  (W  m -2 ) κ    =  konduktivitas  panas  (W  m -2   K -1  ) κ    =  konduktivitas  panas  (W  m -2   K -1  ) dT/dz  =  gradien  suhu  (K  m -1  ) dT/dz  =  gradien  suhu  (K  m -1  ) ► Udara  merupakan  konduktor  terburuk  dibandingkan  air  dan tanah ► Udara  merupakan  konduktor  terburuk  dibandingkan  air  dan tanah ► Pemindahan  panas  di  udara  efektif  melalui  konveksi ► Pemindahan  panas  di  udara  efektif  melalui  konveksi ► Proses  pemindahan  panas  melalui  konduksi  di  udara terjadi,  terjadi  pada  lapisan  tipis  di  atas  permukaan  tanah (beberapa  milimeter)  atau  konduksi  semu. ► Proses  pemindahan  panas  melalui  konduksi  di  udara terjadi,  terjadi  pada  lapisan  tipis  di  atas  permukaan  tanah (beberapa  milimeter)  atau  konduksi  semu.

Slide12KonveksiKonveksi ► Terjadi  pada  fluida  (cairan  dan  gas)  atau  benda mengalir/bergerak ► Terjadi  pada  fluida  (cairan  dan  gas)  atau  benda mengalir/bergerak ► Konveksi  paksa  (forced  convection),  udara bergerak  melalui  lapisan  perbatas   pada permukaan  kasar  sehingga  terjadi  gerak  edi  yang acak ► Konveksi  paksa  (forced  convection),  udara bergerak  melalui  lapisan  perbatas   pada permukaan  kasar  sehingga  terjadi  gerak  edi  yang acak ► Konveksi  bebas  (free  covection),  udara  dipanaskan oleh  permukaan  bumi  akibat  penerimaan  radiasi surya,  sehingga  udara  mengembang  dan  naik menuju  tekanan  yang  lebih  rendah ► Konveksi  bebas  (free  covection),  udara  dipanaskan oleh  permukaan  bumi  akibat  penerimaan  radiasi surya,  sehingga  udara  mengembang  dan  naik menuju  tekanan  yang  lebih  rendah

Slide13RadiasiRadiasi F  =  ε   σ   T 4 F  =  ε   σ   T 4 ► Radiasi  yang  dipancarkan  oleh  suatu  permukaan berbanding  lurus  denganpangkat  empat  suhu  mutlak permukaan  tersebut  (hukum  Stefan-Boltzman) ► Radiasi  yang  dipancarkan  oleh  suatu  permukaan berbanding  lurus  denganpangkat  empat  suhu  mutlak permukaan  tersebut  (hukum  Stefan-Boltzman) ► Energi  radiasi  yang  dipancarkan  oleh  permukaan  bumi sebagian  diserap  oleh  atmosferdan  sisanya  akan  keluar  dari sistem  atmosfer  bumi ► Energi  radiasi  yang  dipancarkan  oleh  permukaan  bumi sebagian  diserap  oleh  atmosferdan  sisanya  akan  keluar  dari sistem  atmosfer  bumi ► Penyerap  radiasi  gelombang  panjang  yang  efektif  adalah uap  air  (juga  awan)  dan  CO2 ► Penyerap  radiasi  gelombang  panjang  yang  efektif  adalah uap  air  (juga  awan)  dan  CO2 ► Pada  malam  hari  Awan  dapat  menjadi  menahan  jumlah radiasi  bumi  yang  dipancarkan  ke  angkasa  sehingga mengurangi  penurunan  suhu  yang  ekstrim ► Pada  malam  hari  Awan  dapat  menjadi  menahan  jumlah radiasi  bumi  yang  dipancarkan  ke  angkasa  sehingga mengurangi  penurunan  suhu  yang  ekstrim ► Pada  pagi  hingga  sore  bumi  banyak  menerima  energi radiasi  surya,  sehingga  keberadaan  awan  dapat menimbulkan  pengaruh  rumah  kaca,  karena  energi  radiasi gelombang  panjang  ke  angkasa  tertahan  oleh  awan. ► Pada  pagi  hingga  sore  bumi  banyak  menerima  energi radiasi  surya,  sehingga  keberadaan  awan  dapat menimbulkan  pengaruh  rumah  kaca,  karena  energi  radiasi gelombang  panjang  ke  angkasa  tertahan  oleh  awan.

Slide14Penyebaran Suhu Penyebaran  Suhu ► Pada  Lapisan  Troposfer  suhu  semakin  rendah menurut  ketinggian ► Pada  Lapisan  Troposfer  suhu  semakin  rendah menurut  ketinggian ► Udara  merupakan  penyimpan  panas  terburuk, suhu  sangat  dipengaruhi  oleh  persentuhan antara  daratan  dan  lautan.  Permukaan  bumi merupakan  pemasok  panas  terasa  untuk pemanasan  udara. ► Udara  merupakan  penyimpan  panas  terburuk, suhu  sangat  dipengaruhi  oleh  persentuhan antara  daratan  dan  lautan.  Permukaan  bumi merupakan  pemasok  panas  terasa  untuk pemanasan  udara. ► Lautan  mempunyai  luas  dan  kapasitas  panas terbesar,  daratan  penyimpan  panas  yang lebih  buruk.   Karena  ucara  bercampur  secara dinamis,  maka  pengaruh  permukaan  lautan secara  vertikal  akan  lebih  dominan ► Lautan  mempunyai  luas  dan  kapasitas  panas terbesar,  daratan  penyimpan  panas  yang lebih  buruk.   Karena  ucara  bercampur  secara dinamis,  maka  pengaruh  permukaan  lautan secara  vertikal  akan  lebih  dominan

Slide15Penyebaran Suhu  Global Penyebaran  Suhu  Global ► Secara  horisontal  Suhu  permukaan  bumi  makin rendah  dengan  bertambahnya  lintang. ► Secara  horisontal  Suhu  permukaan  bumi  makin rendah  dengan  bertambahnya  lintang. ► Daerah  tropika  (  30 o LU-30 o LS)merupakan wilayah  penerima  radiasi  terbanyak. ► Daerah  tropika  (  30 o LU-30 o LS)merupakan wilayah  penerima  radiasi  terbanyak. ► Sebagian  energi  tersebut  dipindahkan  ke  daerah lintang  tinggi  untuk  menjaga  keseimbangan energi  secara  global. ► Sebagian  energi  tersebut  dipindahkan  ke  daerah lintang  tinggi  untuk  menjaga  keseimbangan energi  secara  global. ►   Daerah  benua  lebih  mempunyai  suhu  lebih rendah  daripada  kepulauan  pada  musim  dingin (winter)  tetapi  lebih  tinggi  pada  musim  panas ►   Daerah  benua  lebih  mempunyai  suhu  lebih rendah  daripada  kepulauan  pada  musim  dingin (winter)  tetapi  lebih  tinggi  pada  musim  panas

Slide16Suhu Diurnal  dan  Harian Suhu  Diurnal  dan  Harian ► Pada  daerah  Tropika  suhu  rata-rata  harian  relatif konstan.dibandingkan  Suhu  diurnal  (variasi  siang- malam)  yang  lebih  besar. ► Pada  daerah  Tropika  suhu  rata-rata  harian  relatif konstan.dibandingkan  Suhu  diurnal  (variasi  siang- malam)  yang  lebih  besar. ► Suhu  rata-rata  harian  di  daerah  lintang  tinggi  lebih besar  daripada  tropika,  karena  perbedaan  suhu yang  tinggi  pada  musim  panas  dan  musim  dingin. ► Suhu  rata-rata  harian  di  daerah  lintang  tinggi  lebih besar  daripada  tropika,  karena  perbedaan  suhu yang  tinggi  pada  musim  panas  dan  musim  dingin. ► Disebabkan  perbedaan  penerimaan  radiasi  baik kerapatan  fluksnya  maupun  panjang/periode penerimaannya. ► Disebabkan  perbedaan  penerimaan  radiasi  baik kerapatan  fluksnya  maupun  panjang/periode penerimaannya.

Slide17►Radiasi  surya  maksimum  terjadi  pada  pukul  12.00. ► Radiasi  surya  maksimum  terjadi  pada  pukul  12.00. ► Sebelum  suhu  maksimum,  radiasi  surya  datang  masih  lebih besar  daripada  radiasi  keluar  berupa  pantulan  gelombang pendek  dan  pancaran  radiasi  bumi  berupa  radiasi gelombang  panjang  (radiasi  netto  positif). ► Sebelum  suhu  maksimum,  radiasi  surya  datang  masih  lebih besar  daripada  radiasi  keluar  berupa  pantulan  gelombang pendek  dan  pancaran  radiasi  bumi  berupa  radiasi gelombang  panjang  (radiasi  netto  positif). ► Pemanasan  udara  berlangsung  terus  hingga  suhu maksimum  tercapai  pada  pukul  14.00 ► Pemanasan  udara  berlangsung  terus  hingga  suhu maksimum  tercapai  pada  pukul  14.00 ► Terjadi  keterlambaan  waktu  (time  lag)  antara  radiasi  surya maksimum  dan  suhu  maksimum. ► Terjadi  keterlambaan  waktu  (time  lag)  antara  radiasi  surya maksimum  dan  suhu  maksimum. ► Suhu  akan  terus  menurun,  dan  mencapai  minimum  pada pagi  hari  (sekitar  04.00) ► Suhu  akan  terus  menurun,  dan  mencapai  minimum  pada pagi  hari  (sekitar  04.00)

Slide18Alat Pengukur  Suhu Alat  Pengukur  Suhu ► Manual  =  Termometer ► Manual  =  Termometer ► Otomatis  =  termograf,  dengan  kertas pias   (termogram)  sebagai  perekam  data. ► Otomatis  =  termograf,  dengan  kertas pias   (termogram)  sebagai  perekam  data. ► Alat  harus  terlindung  dari  hujan, pengembunan  dan  radiasi  surya  langsung ► Alat  harus  terlindung  dari  hujan, pengembunan  dan  radiasi  surya  langsung ► Pada  stasiun  klimatologi,  alat  diletakkan pada  sangkar  cuaca,  Stevenson  screen. ► Pada  stasiun  klimatologi,  alat  diletakkan pada  sangkar  cuaca,  Stevenson  screen.