Tekanan Uap Jenuh

Termodinamika Atmosfer: Menyelami Fisika Pada Proses di Atmosfer

Daftar Isi

1. Hukum Tentang Gas

2. Persamaan Hidrostatik

3. Hukum Pertama Termodinamika - Panas dan Kerja Sistem

4. Proses Adiabatik

5. Uap Air dalam Udara

6. Stabilitas Statis

7. Hukum Kedua Termodinamika

Referensi:

Diterjemahkan dan dikembangkan dari: Atmospheric Thermodynamics, Jeremy A. Gibbs, https://gibbs.science/ teaching/efd/handouts /wallace_hobbs_ch3.pdf.

V. Uap Air di Atmosfer

5.1 Parameter Kelembaban

b. Tekanan uap jenuh

Bayangkan sebuah kotak kecil yang tertutup rapat, dengan dasarnya yang terisi oleh air murni pada suhu \(T\). Pada awalnya, kita asumsikan bahwa udara dalam kotak tersebut sepenuhnya kering.

Saat proses penguapan air dimulai, dan seiring dengan itu jumlah molekul air di dalam kotak, serta tekanan uap air, akan meningkat. Selaras dengan peningkatan tekanan uap air \(e\), laju di mana molekul air mengembun dari fase uap kembali ke fase cair juga akan meningkat.

Gambar 8. Sebuah kotak dengan kondisi; (a) tidak jenuh dan (b) jenuh dengan mengacu pada permukaan datar air murni pada suhu \(T\). Titik-titik mewakili molekul air.

Panjang panah melambangkan laju relatif penguapan dan kondensasi.

Tekanan uap jenuh (yaitu, keseimbangan) di atas permukaan datar air murni pada suhu \(T\) adalah \(e_s\) seperti yang terindikasi pada (b).

Apabila laju kondensasi lebih rendah daripada laju penguapan, kotak dianggap tidak jenuh pada suhu \(T\) (Gambar 8a).

Ketika tekanan uap air di dalam kotak meningkat hingga titik di mana laju kondensasi sama dengan laju penguapan (Gambar 8b), udara dianggap jenuh terhadap suatu permukaan datar air murni pada suhu \(T\). 

Tekanan \(e_s\) yang dihasilkan oleh uap air pada saat itu disebut sebagai tekanan uap jenuh di atas permukaan datar air murni pada suhu \(T\).

Demikian pula, jika air dalam Gambar 3.8 digantikan oleh permukaan datar es murni pada suhu \(T\), dan laju kondensasi uap air sama dengan laju penguapan es, tekanan \(e_{si}\) yang dihasilkan oleh uap air akan menjadi tekanan uap jenuh di atas permukaan datar es murni pada \(T\).

Karena pada suhu tertentu, laju penguapan dari es lebih rendah dibandingkan dengan air, \(e_{s}(T)\) > \(e_{si}(T)\). Laju penguapan molekul air, baik dari air maupun es, meningkat seiring dengan peningkatan suhu.

Akibatnya, baik \(e_{s}\) maupun \(e_{si}\) meningkat seiring dengan kenaikan suhu, dan magnitudonya hanya tergantung pada suhu. Varian \(e_{s}\) dan \(e_{s}\) - \(e_{si}\) dengan suhu ditunjukkan pada Gambar 9, di mana kita dapat melihat bahwa magnitudo \(e_{s}\) - \(e_{si}\) mencapai nilai puncak sekitar -12 °C.

Gambar 9. Variasi dengan suhu dari tekanan uap jenuh (yaitu, keseimbangan) \(e_s\) di atas permukaan datar air murni (garis merah, skala di sebelah kiri) dan perbedaan antara \(e_s\) dan tekanan uap jenuh di atas permukaan datar es \(e_{si}\) (garis biru, skala di sebelah kanan).

Oleh karena itu, jika sebuah partikel es berada di udara yang jenuh air, partikel tersebut akan tumbuh karena adanya deposisi uap air padanya.

Pada bab lain akan dijelaskan bahwa fenomena ini memainkan peran dalam pertumbuhan awal partikel presipitasi pada beberapa jenis awan.

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?