Derajat dari reaksi biokimia pada suatu organisme dipengaruhi oleh:

Transkripsi

1 TERMODINAMIKA

2 Derajat dari reaksi biokimia pada suatu organisme dipengaruhi oleh: Temperatur (organisme dan lingkungan) Penyebaran radian kalor laten Kapasitas kalor Resistansi

3 Sifat Atmosfer dan Temperatur Tanah Ketika permukaan menjadi lebih panas, kalor dipindahkan dari permukaan secara konveksi ke lapisan udara diatasnya dan secara konduksi ke tanah dibawah permukaan Amplitudo dari gelombang temperatur diurnal menjadi lebih kecil seiring dengan bertambahnya jarak dari permukaan. Pada tanah, hal ini terjadi karena kalor disimpan pada setiap lapisan yang dilewati sehingga kalor yang melewati lapisan berikut menjadi lebih rendah. Pada kedalaman lebih dari 50 cm, fluktuasi temperatur diurnal dalam tanah sangat sulit diukur

4

5 Variasi Temperatur Acak

6 Pemodelan Variasi Vertikal Pada Temperatur Udara Persamaan temperatur yaitu : Keterangan : T(z) = rataan temperatur udara pada ketinggian z T 0 = temperatur permukaan aerodinamika yang terlihat Z h = parameter perpindahan kalor H = flux panas terdeteksi dari permukaan ke udara = volumetrik spesifik panas udara (1200 J m-3 C-1 pada 20o dan tingkat laut) 0.4 = merupakan konstanta von Karman u = friksi kecepatan Z = Tingkat referensi d = Faktor pengkoreksi

7 Kesimpulan 1. Sifat-sifat temperatur bersifat logaritma(deret ln(z-d)/ pada garis lurus). 2. Temperatur meningkat dengan tinggi saat H negatif dan menurun dengan H positif. Selama pengamatan, flux panas yang dapat diterima secara umum jauh dari permukaan sehingga T menurun seiring dengan ketinggian). 3. Gradien temperatur pada ketinggian standar meningkat seiring dengan peningkatan H, dan menurun ketika angin dan turbulasi meningkat.

8 Contoh 2.3. Perkiraan suhu sehari pada 10 AM ketika suhu minimum 50 C dan suhu maksimum 230 C. Solusi. Pada t =10 jam,(catatan bahwa sudut dalam radian) sin sin Sejak 10 diantara 5 dan 14, bentuk tengah dari persamaan (2.3) digunakan, jadi T( 10) ( ) 15,7.

9 Perubahan Suhu Tanah dengan Kedalaman dan Waktu Suhu dari tanah lingkungan juga penting untuk banyak kehidupan organisme. Gambar 2.1 memperlihatkan sebuah jarak yang khas untuk variasi suhu sehari dengan kedalaman tanah. Keistimewaan yang dicatat adalah bahwa perbedaan suhu yang besar terjadi pada permukaan dimana terjadi perubahan radiasi energi, dan variasi sehari-hari turun dengan cepat dengan kedalaman pada tanah.

10 Gambar 2.5. Hipotesis variasi suhu dalam tanah yang sama pada permukaan dan 2 kedalaman memperlihatkan pelaifan dari variasi sehari-hari dan bentuk dalam maksimal dan minimal dengan kedalaman.

11 Suhu dan Perkembangan Biologis Suhu dengan kuat mempengaruhi nilai dari semua proses metabolisme di kehidupan organisme, dan oleh karena itu akan mempengaruhi hampir semua aspek dari pertumbuhan dan perkembangan dari organisme. Perkembangan berbeda dari pertumbuhan, salah satunya kita mendefenisikan sebagai penjumlahan dari bahan kering. Tingkat perkembangan berbeda-beda, berdasarkan organisme yang akan kita gambarkan. Pada tanaman, tingkatan seperti perkecambahan, kemunculan, daun muncul, pembungaan, dan kedewasaan dapat didefenisikan, seperti pada tingkatan menengah dengan cukup banyak jenis tingkatan.

12 Gambar 2.6 menampilkan waktu yang dipakai untuk perkembangan dari tingkat telur dari Dacus cucurbite pada suhu konstan berkisar dari 100 hingga 350 C. Penjelasan dari nilai perkembangan, seperti pada Gambar 2.7 merupakan dasar untuk menentukan waktu yang dipakai untuk menyelesaikan proses perkembangan ketika suhu bervariasi Kita menarik dalam menentukan jarak menempuh perjalanan oleh sebuah objek yang bergerang dengan kecepatan yang bervariasi. Kita akan menuliskan : s t 2 t1 r( t) dt r(t) adalah variasi waktu atau kecepatan, dan s adalah jarak total perjalanan

13 Waktu Termal Gambar 2.7 memperlihatkan cara dari perubahan biologi, waktu ke jam atau kalender waktu. Monteith (1977) menggunakan terminologi waktu panas untuk menjelaskan skala waktu yang nilai perkembangan dari organisme adalah konstan. Transformasi formal yang dimana merupakan konversi dari satu skala waktu menjadi bentuk lain, untuk organisme yang dimana skala pertumbuhannya hanya bergantung pada suhu, persamaannya: )( t 0 ttr dt t )( dtg 0 dimana adalah waktu termal dan R adalah skala pertumbuhan dari suhu T (yang bergantung pada waktu). Fungsi g merupakan inverse dari R dan memperbolehkan, dalam prinsip perubahan dari waktu termal balik. Jadi, waktu termal dapat diasumsikan sebagai garis hubungan antara skala pertumbuhan dan suhu, seperti yang terlihat pada gambar 2.7.

14 Perhitungan Waktu Termal Dari Data Cuaca Waktu termal untuk memprediksikan hasil panen atau awal pertumbuhan umum hama pada perhitungan harian dari suhu Tx(maksimum) dan Tn(minimum). n n i 1 i n n TT xi ni Tt b 1 2 Jika rata-rata dari maksimum dan minimum temperatur lebih rendah dari suhu awal atau lebih besar dari suhu maksimum, tambahkan nol pada penjumlahan hari. Pengaasumsian secara lengkap tentang persamaan (2.9): Tempat pertumbuhan dari tumbuhan brada pada suhu kamar. Temperatur udara tiap jam tidak dapat melampaui suhu awal ataupun suhu maksimum dalam satu hari. Hubungan pertumbuhannya linier dengan suhu antara awal dan suhu maksimum. i

15 Contoh 2.6. gunakan data cuaca padaketig kolom pertama tabel diatas, dan asumsikan suhu benih dianggap sama seperti suhu kamar, berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan benih yang telah berkecambah jika tanaman ditanam pada hari ke 188? Solusi. Dari tabel 2.1, cowpea memiliki suhu awal 110c, dan syarat waktu termal dari 43 derajat-hari untuk muncul. Kolom 4 pada tabel adalah jumlah pada persamaan 2.9. dan benih muncul pada hari ke 199 sejak syart waktu termal terselesaikan pada hari itu. day Tmax Tmin Tave-Tb