Mispersepsi Udara Lembab Lebih Berat dari Udara Kering

Uap air yang berkondensasi  karena bersentuhan dengan udara dingin di dinding kaca - udara yang mengandung uap air akan lebih ringan dibanding udara kering
Gambar diedit dari https://www.edinburghlive.co.uk

Climate4life.info - Udara lembab lebih berat dari udara kering, benarkah? 

Mispersepsi udara lembab lebih berat dari udara kering terbangun atas pemikiran bahwa air lebih berat dari udara. Bahkan dicontohkan misalnya kayu basah lebih berat dari kayu kering.

Ini tentunya adalah sebuah kesalahan persepsi karena yang kita bicarakan adalah perbandingan berat zat dalam wujud gas.

Bertentangan dengan pandangan awam, sebenarnya udara lembab lebih ringan dari udara kering pada suhu dan tekanan yang sama.

Mengapa demikian?

Atmosfer yang merupakan lapisan udara di sekeliling kita umumnya terdiri dari nitrogen (\(N_2\)) dan Oksigen (\(O_2\)) sebagai udara kering. Masuknya molekul uap air (\(H_2O\)) maka udara kering tersebut menjadi udara basah.

Menghitung berat antara udara lembab dengan udara kering adalah dengan menghitung jumlah molekulnya.

Pada tekanan dan suhu tetap, setiap gas dengan volume tetap akan memiliki jumlah molekul yang sama. Meskipun jenis gasnya berbeda, jumlah molekul tetap konstan dalam suatu volume tertentu, mengikuti hipotesis Avogadro.

• Hipotesis Avogadro dalam termodinamika atmosfer alert-success

Berat suatu molekul ditentukan dengan menjumlahkan berat atom atom-atomnya. Mari kita hitung berat molekul udara kering dengan udara basah.

Udara kering

(\(N_2\)) dan Oksigen (\(O_2\)) 

• N = 14, maka berat molekul \(N_2\) = 14 x 2 = 28.
• O memiliki berat atom = 16, maka berat molekul \(O_2\) = 16 x 2 = 32

Komposisi di atmsofer (\(N_2\)) sekitar 78% dan Oksigen (\(O_2\)) setara dengan 21%. Sehingga, berat total udara kering (\(M_d\)) adalah:

\(M_d =\) 79 % \(N_2\) + 21 % \(O_2\) ,

\(M_d =\) 79% x 28 + 21% x 32,

\(M_d =\) 28.8 gram/mol

Molekul uap air

\(H_2O\)

• H = 1 dan 
• O = 16, maka 
• berat molekul (\(H_2O\)) = 1 x 2 + 16 = 18.

Sampai di sini cukup jelas, berat molekul atom penyusun udara kering lebih berat dari atom uap air. Masuknya uap air ke dalam satu kolom udara kering menyebabkan kolom udara tersebut menjadi udara lembab.

Perbandingan Berat 

Setiap 1 molekul uap air yang masuk, maka akan ada 1 molekul udara kering yang terlepas, mengikuti hipotesis Avogadro di atas.

Ilustrasi udara kering dan udara basah dalam satu kotak udara di atmosfer

Jika misalnya saja disebut kelembapan udara adalah 50%, artinya 50% ruang dalam 1 kolom udara tersebut telah di isi oleh molekul uap air.

Maka berat kolom udara lembab \(M_v\) tersebut adalah:

\(M_v=\) 50% udara kering + 50% uap air;

\(M_v=\) 50% x 28.9 + 50% x 18;

\(M_v=\) 23.4 gram/mol;

Jadi dalam 1 kolom udara kering \(M_d\) beratnya 28.8, sedang 1 kolom udara lembab \(M_v\) dengan RH 50% beratnya hanya 23.4.

Semakin tinggi kelembapan udara artinya semakin banyak uap air yang dikandung udara maka semakin ringan pula udara tersebut.

Konsekuensi jika udara lembab lebih berat dari udara kering

Kita tahu bahwa terbentuknya awan berasal dari udara lembab yang naik secara vertikal ke lapisan atas. Pada ketinggian tertentu, uap air yang naik tersebut akan mulai berkondensasi membentuk awan hingga hujan, dan seterusnya.

Jika udara lembab lebih berat dari udara kering, uap air di permukaan bumi tidak akan pernah naik ke atas untuk membentuk awan. Sehingga, proses cuaca tidak akan pernah terbentuk.

Demikian ulasan mispersepsi udara lembab lebih berat dari udara kering, yang berlaku umum pada masyakarakat awam.

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"?