02. TEMPERATURE TUJUAN PRAKTIKUM - Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana sebaran vertikal suhu - Mahasiswa dapat mengetahui peranan temperatur dalam sirkulasi termohaline - PENDAHULUAN Dalam oseanografi dikenal dua istilah untuk menentukan temperatur air laut yaitu temperatur insitu dan temperatur potensial. Temperatur adalah sifat termodinamis cairan karena aktivitas molekul dan atom di dalam cairan tersebut. Semakin besar aktivitas (energi), semakin tinggi pula temperaturnya. Temperatur menunjukkan kandungan energi panas. Energi panas dan temperatur dihubungkan oleh energi panas spesifik. Energi panas spesifik sendiri secara sederhana dapat diartikan sebagai jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur dari satu satuan massa fluida sebesar 1 o. Jika kandungan energi panas nol (tidak ada aktivitas atom dan molekul dalam fluida) maka temperaturnya secara absolut juga nol (dalam skala Kelvin). Jadi nol dalam skala Kelvin adalah suatu kondisi dimana sama sekali tidak ada aktivitas atom dan molekul dalam suatu fluida. Temperatur air laut di permukaan ditentukan oleh adanya pemanasan (heating) di daerah tropis dan pendinginan (cooling) di daerah lintang tinggi. Kisaran harga temperatur di laut adalah -2 o s.d. 35 o C. Tekanan di dalam laut akan bertambah dengan bertambahnya kedalaman. Sebuah parsel air yang bergerak dari satu level tekanan ke level tekanan yang lain akan mengalami penekanan (kompresi) atau pengembangan (ekspansi). Jika parsel air mengalamai penekanan secara adiabatis (tanpa terjadi pertukaran energi panas), maka temperaturnya akan bertambah. Sebaliknya, jika parsel air mengalami pengembangan (juga secara adiabatis), maka temperaturnya akan berkurang. Perubahan temperatur yang terjadi akibat penekanan dan pengembangan ini bukanlah nilai yang ingin kita cari, karena di dalamnya tidak terjadi perubahan kandungan energi panas. Temperature seperti ini kita katakana sebagai temperatur insitu. Untuk itu, jika kita ingin membandingkan temperatur air pada suatu level tekanan dengan level tekanan lainnya, efek penekanan dan pengembangan adiabatik harus dihilangkan. Maka dari itu didefinisikanlah temperatur potensial, yaitu temperatur dimana parsel air telah dipindahkan secara adiabatis ke level tekanan yang lain. Di laut, biasanya digunakan permukaan laut sebagai tekanan referensi untuk temperatur potensial. Jadi kita membandingkan harga temperatur pada level tekanan yang berbeda jika parsel air telah dibawa, tanpa percampuran dan difusi, ke permukaan laut. Karena tekanan di atas permukaan laut adalah yang terendah (jika dibandingkan dengan tekanan di kedalaman 1
laut yang lebih dalam), maka temperatur potensial (yang dihitung pada tekanan permukaan) akan selalu lebih rendah daripada temperatur sebenarnya. Satuan untuk temperatur dan temperatur potensial adalah derajat Celcius. Sementara itu, jika temperatur akan digunakan untuk menghitung kandungan energi panas dan transpor energi panas, harus digunakan satuan Kelvin. 0 o C = 273,16K. Perubahan 1 o C sama dengan perubahan 1K. METODE A. Alat dan Bahan Dalam praktek ini akan dipergunakan beberapa alat dan bahan untuk setiap kelompok : 1. Air Tawar dengan suhu ruangan 1 ember 2. Es batu kotak dan air dingin 1 liter 3. Sendok 1 buah 4. Wadah plastic kotak 1 buah 5. Penol Petalain (pewarna merah) secukupnya 6. Beeker gelas 2 buah 7. Thermometer 1 buah 8. Stopwatch 1 buah 9. Buku tebal / pengganjal B. Prosedur Kerja 1. Siapkan wadah dalam bentuk di bawah ini Wadah Plastik Air suhu ruangan Pengganjal 2. Masukkan air tawar suhu ruangan dalam wadah plastik dan air dingin dalam beeker gelas 3. Masukkan thermometer kedalam beeker gelas dan catat suhu air 4. Teteskan 2-3 tetes Penol Petalain dalam beeker gelas yang berisi air dingin 2
5. Tuangkan air dingin dalam beeker gelas ke dalam wadah plastik di bagian panah putus-putus. Hitung berapa lama waktu yang dibutuhkan air berwarna untuk sampai dasar wadah plastik. Catat hasil pengamatan dalam tabel 6. Amati mekanisme apa yang terjadi 7. Ulangi lagi dari langkah 2-6, akan tetapi air dingin dalam beeker gelas dicampur dengan air tawar dengan perbandingan 50:50, 30:70, dan 0:100. TUGAS 1. Catat hasil pengamatan yang kalian lakukan pada table di bawah ini Tabel 1. Hasil Pengamatan No Air dingin : Air Suhu ruangan Suhu Air ( o C) Beeker Gelas Plastik Waktu tempuh (dtk) 2. Apa yang kalian dapat simpulkan dari hasil percobaan yang kalian lakukan? 3
3. Jika percobaan terakhir benar-benar terjadi di alam, apakah yang akan terjadi? Kaitkan dengan materi yang sudah kalian dapatkan 4. Buatlah peta kontur pada irisan melintang suhu pada gambar di bawah ini 4
5. Dimanakah profil suhu pada garis A dan garis B pada gambar di atas dapat kita temukan? Jelaskan alasan anda. 5