PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Evaporasi merupakan proses
pemekatan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut. Proses
evaporasi akan menurunkan aktivitas air dalam bahan hasil pertanian, penurunan
aktifitas air ini akan membuat bahan lebih awet karena proses pertumbuhan pada
mikroba akan terhambat. Bahan hasil pertanian merupakan bahan pangan yang mudah
rusak dan tidak tahan lama. Oleh karena itu butuh penanganan lebih lanjut
seprti evaporasi. Contoh produk hasil evaporasi adalah jam, jelly, gula pasir,
kecap dan susu kental manis.
Proses evaporasi selain
berfungsi menurunkan aktivitas air, evaporasi juga dapat meningkatkan
konsentrasi atau viskositas larutan dan evaporasi akan memperkecil volume
larutan sehingga akan menghemat biaya pengepakan, penyimpanan, dan
transportasi. Pada praktikum kali ini akan menggunakan bahan, yaitu susu segar,
jus buah, larutan gula pasir untuk menentukkan perubahan yang terjadi selama
evaporasi. Oleh karena itu
mengingat pentingnya pengetahuan mengenai atmosfer maka kami menyusun paper sesuai tugas yang di berikan yaitu dengan
judul EVAPORASI.
1.2 Rumusan Masalah
2. Apa saja faktor yang mempengaruhi
evaporasi
4. Apa saja tujuan evaporasi dalam
bidang pertanian ?
1.3 Tujuan
2 BAB II ATMOS
BAB
II
EVAPORASI
2.1 Pengertian Evaporasi
Evaporasi
adalah penguapan air dari permukaan tanah, air, dan permuaakan bukan vegetasi
lainnya oleh proses fisika. Energi matahari dan ketersediaan air adalah dua
unsur utama dari proses evaporasi. Evaporasi dapat terjadi pada tubuh
perairan (seperti laut, sungai, danau, waduk) permukaan tanah dan
tumbuh-tumbuhan (disebut transpirasi), adapun faktor-faktor yang mempengaruhi
kecepatan dan kelambatan evaporasi dan transpirasi disuatu kawasan ada
bermacam-macam antara lain : temperatur air dan udara, kelembaban udara,
kecepatan tiupan angin, tekanan udara, intensitas sinar matahari, dan
lain-lain. Kombinasi antara proses evaporasi dan transpirasi merupakan
evaporasi total (evapotranspirasi) yang juga disebut dengan Consumtive use.
Evapotranspirasi dapat terjadi dalam dua keadaan, yaitu terjadi pada saat cukup
air disebut Evapotranspirasi potensial, dan evapotranspirasi yang terjadi
sesungguhnya, dalam arti kondisi pemberian air seadanya disebut
Evapotranspirasi aktual. Kehilangan air oleh proses evaporasi dan transpirasi
dapat mempercepat terjadinya kekeringan dan penyusutan debit sungai pada musim
kemarau, umumnya didaerah tropis.
Bagi pakar hidrology, kehilangan air
akibat evaporasi biasanya dilihat dari dua sisi. Pertama, evaporasi dari
permukaan (Eo) yaitu penguapan air langsung dari danau, sungai dan badan air
lainnya. Kedua, kehilangan air melalui vegetasi oleh proses-proses intersepsi
dan transpirasi. Selama proses evaporasi dapat
terjadi perubahan-perubahan pada bahan, baik yang menguntungkan maupun yang
merugikan. Perubahan-perubahan yang terjadi antara lain perubahan viskositas,
kehilangan aroma, kerusakan komponen gizi, terjadinya pencokelatan dll.
“Evaporasi adalah proses pengentalan larutan dengan
cara mendidihkan atau menguapkan pelarut. Di dalam pengolahan hasil pertanian
proses evaporasi bertujuan untuk, meningkatkan larutan sebelum proses lebih
lanjut, memperkecil volume larutan, menurunkan aktivitas air.” (Praptiningsih, 1999)
2.2 Faktor yang Mempengaruhu Evaporasi
Proses perubahan bentuk dari air menjadi uap air
terjadi baik pada evaporasi maupun evapotranspirasi. Penguapan dipengaruhi oleh
kondisi klimatologi, yang meliputi : radiasi matahari, temperatur udara,
kelembaban udara, dan kecepatan angin. Untuk memperkirakan besarnya penguapan
yang terjadi diperlukan data-data tersebut. Beberapa instansi seperti BMKG,
Dinas Pengairan, dan Dinas Pertanian secara rutin melakukan pengukuran data
klimatologi.
2.2.1 Radiasi Matahari
Sebagian radiasi gelombang pendek ( shortwave
radiation ) matahari akan diubah menjadi energi panas di didalam tanaman, air
dan tanah. Energi panas tersebut akan menghangatkan udara di sekitarnya. Panas yang
dipakai untuk menghangatkan partikel – partikel berbagai material di udara
tanpa mengubah bentuk partikel dinamakan panas – tampak ( sensible heat ).
Sebagian energi matahari diubah menjadi tenaga mekanik. Tenaga mekanik ini akan
menyebabkan perputaran udara dan uap di atas permukaan tanah. Hal ini
menyebabkan udara di atas permukaan tanah jenuh, sehingga mempertahankan
tekanan uap air yang tinggi pada permukaan bidang evaporasi.
2.2.2 Ketersediaan Air
Melibatkan
jumlah air yang ada dan juga persedian air yang siap untuk terjadinya
evaporasi. Permukaan bidang evaporasi yang kasar akan memberikan laju evaporasi
lebih tinggi daripada bidang permukaan rata karena pada bidang permukaan kasar
besarnya turbulent meningkat.
2.2.3 Temperatur
Temperatur udara
pada permukaan evaporasi sangat berpengaruh terhadap evaporasi. Semakin tinggi
temperatur semakin besar kemampuan udara untuk menyerap uap air. Selain itu
semakin tinggi temperatur, energi kinetik molekul air meningkat sehingga
molekul air semakin banyak yang berpindah ke lapis udara di atasnya dalam
bentuk uap air. Oleh karena itu di daerah beriklim tropis jumlah evaorasi lebih
tinggi, di banding dengan daerah di kutub (daerah beriklim dingin). Untuk
variasi harian dan bulanan temperatur udara di Indonesia relatif kecil.
2.2.4 Kelembaban Udara
Pada saat
terjadi penguapan, tekanan udara pada lapisan udara tepat di atas permukaan air
lebih rendah di banding tekanan pada permukaan air. Perbedaan tekanan tersebut
menyebabkan terjadinya penguapan. Pada waktu penguapan terjadi, uap air
bergabung dengan udara di atas permukaan air, sehingga udara mengandung uap
air.
Udara lembab
merupakan campuran dari udara kering dan uap air. Apabila jumlah uap air yang
masuk ke udara semakin banyak, tekanan uapnya juga semakin tinggi. Akibatnya perbedaan
tekanan uap semakin kecil, yang menyebabkan berkurangnya laju penguapan.
Apabila udara di atas permukaan air sudah jenuh uap air tekanan udara telah
mencapai tekanan uap jenuh, di mana pada saat itu penguapan terhenti.
Kelembaban udara dinyatakan dengan kelembaban relatif.
Di Indonesia
yang merupakan negara kepulauan dengan perairan laut cukup luas, mempunyai
kelembaban udara tinggi. Kelembaban udara tergantung pada musim, di mana
nilainya tinggi pada musim penghujan dan berkurang pada musim kemarau. Di
daerah pesisir kelembaban udara akan lebih tinggi daripada di daerah pedalama.
2.2.5 Kapasitas Kadar Air dalam Udara
Kapasitas kadar
air dalam udara secara langsung dipengaruhi oleh tinggi rendahnya suhu di
tempat tersebut. Beasarnya kadar air dalam udara di suatu tempat tersebut.
Proses evaporasi tergantung pada deficit tekanan uap jenuh air, Dvp,( saturated vapour pressure deficit ) di udara
atau jumlah uap air yang dapat diserap oleh udara sebelum udara tersebut
menjadi jenuh. Sehingga, evaporasi lebih banyak di daerah pedalaman karena
kondisi udara cenderung lebih kering daripada di daerah pantai yang lembab
karena penguapan dari permukaan air laut.
2.2.6 Kecepatan Angin
Ketika pengupan
berlangsung, udara di atas permukaan bidang penguapan secara bertahap menjadi
lembab, sampai pada tahap ketika udara menjadi jenuh dan tidak mampu menampung
uap air lagi. Pada tahap ini, udara jenuh di atas permukaan bidang tersebut
akan berpindah ke tempat lain akibat beda tekanan dan kerapatan udara, dan
demikian, proses penguapan air dari bidang penguapan tersebut akan berlangsung
secara terus – menerus. Hal ini terjadi karena adanya pergantian udara lembab
oleh udara yang lebih kering atau gerakan massa udara dari tempat dengan
tekanan udara lebih tinggi ke tempat dengan tekanan udara lebih rendah ( proses
adveksi ) dalam hal ini kecepatan angin di atas permukaan bidang penguapan
sangat penting. Penguapan air di daerah lapang lebih besar dari daerah dengan
banyak naungan karena di daerah lapang perpindahan udara menjadi lebih bebas.
2.2.7 Bidang Permukaan
Secara alamiah
bidang permukaan penguapan akan mempengaruhi proses evoporasi melalui perubahan
pola perilaku angin. Pada bidang permukaan yang kasar atau tidak beraturan,
kecepatan angin akan berkurang oleh adanya proses gesekan. Tapi, pada tingkat
tertentu, permukaan bidang penguapan yang kasar juga dapat gerakan angin
berputar ( turbulent ) yang dapat memperbesar evaporasi. Pada bidang permukaan
air yang luas, angin kencang juga dapat menimbulkan gelombang air besar dan
dapat mempercepat terjadinya evopotranspirasi.
2.3 Jenis – Jenis Evaporasi
1. Evaporasi potensial (ETp), menggambarkan laju maksimum kehilangan air dari suatu
lahan yang sangat ditentukan oleh kondisi iklim pada keadaan penutup tajuk
tanaman pendek yang rapat dengan penyediaan air yang cukup dan ditentukan oleh
parameter-parameter iklim.
2. Evaporasi standar (ETo), adalah
evaporasi pada suatu permukaan standar yang dapat diperoleh dari lahan dengan
lahan tajuk penuh oleh rerumputan hijau yang ditanam pada lahan subur berkadar
air tanah cukup tinggi antara 8-15 cm.
3. Evapotranspirasi tanaman (ETc), pada kondisi standar adalah ET dari suatu lahan luas
dengan tanaman sehat berkecukupan hara dan bebas hama penyakit, yang ditanam
pada kondisi air tanah optimum dan mencapai produksi penuh di bawah keadaan
suatu iklm tertentu. Nilai ETc berubah-ubah menurut umur atau fase perkembangan
tanaman.
4. Evaporasi aktual (ETa), menggambarkan laju kehilangan air dari suatu lahan bertanam pada kondisi
aktual iklim, tanaman dn lingkungan tumbuh serta pengelolaan.
2.4 Tujuan Proses Evaporasi dalam Bidang Pertanian
Di dalam pengolahan hasil pertanian proses evaporasi
bertujuan untuk:
·
Meningkatkan konsentrasi atau viskositas larutan sebelum diproses lebih
lanjut. Sebagai contoh pada pengolahan gula diperlukan proses pengentalan nira
tebu sebelum proses kristalisasi, spray drying, drum drying dan lainnya.
·
Memperkecil volume larutan sehingga dapat menghemat biaya pengepakan,
penyimpanan dan transportasi.
·
Menurunkan aktivitas air dengan cara meningkatkan konsentrasi solid
terlarut sehingga bahan menjadi awet misalnya pada pembuatan susu kental manis.
2.5 Penentuan Besarnya Evaporasi
Besarnya evaporasi dapat ditentukan dengan beberapa
perkiraan sebagai berikut :
2.5.1 Perkiraan Evaporasi Berdasarkan Panci Evaporasi
Evaporasi
permukaan air bebas menggunakan panci evaporasi harus dikonversi karena
perkiraan evaporasi pada 1 unit area permukaan air bebas.
Rumus penentuan besarnya evaporasi
dari permukaan air bebas adalah:
E permukaan
air bebas = C panci x Evaporasi panci.
PAN
|
MON
|
MEAN
|
MAX
|
Class A/ Colorado
|
1.06
|
1.15
|
1.22
|
Class A/US S.p.s
|
1.20
|
1.31
|
1.46
|
Colorado/Class A
|
0.82
|
0.87
|
0.95
|
Colorado/B.P.I
|
1.03
|
1.06
|
1.09
|
BPI/Class A
|
0.68
|
0.77
|
0.83
|
BPI/Colorado
|
0.92
|
0.94
|
0.97
|
2.5.2 Perkiraan Evaporasi dengan Menggunakan Rumus Epidermis
2.5.2.1 Cara Aerodinamik
Metode ini
mempertimbangkan faktor-faktor yang mempengaruhi perpindahan uap air dari suatu
permukaan, yaitu pertumbuhan kelembaban arah vertical dan turbulensi dari
aliran udara.
Rumus : Eo = k . z (ew – ea)
|
dimana :
Eo
= evaporasi muka air bebas selama satu periode pengamatan
(mm/hari)
K
= konstanta empiris (0.35)
V2 =
fungsi/hubungan matematik antara evaporasi dan masa air
Ew
= tekanan uap jenuh diudara dengan temperature
sesuai dengan
Temperatur
airnya.
Ez
= tekanan uap sesungguhnya, diudara setinggi z.
Sehingga
rumus diatas menjadi :
Eo
= 0,35 (0,5 + 0,54 V) (ew – ez)
|
V2
= kecepatan angin pada ketinggian 2m (m/det)
Penentuan besarnya ez
RH
= ez x 100
Ew
RH
= kelembaban relatif (%), diukur dengan psycrometer.
Rw
= dihitung berdasarkan suhu udara (T) saat pengukuran RH
2.5.2.2 Cara Rohwer
E
= 0,484 (1 + 0,6 V ) (ew –
ea)
Keterangan
E
= evaporasi (mm/hari)
e.w
= tekanan uap jenuh dengan temperatur sama dengan temperatur
air (milibar)
e.a
= tekanan uap air di udara (milibar)
V
= kecepatan angina rata-rata dalam sehari
2.6 Proses Terjadi Evaporasi dalam Siklus Hujan
Pemanasan air laut oleh sinar matahari
merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus
menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk
hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.
Pada perjalanan menuju bumi beberapa
presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang
kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai
tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang
berbeda:
Ø
Evaporasi
/ transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb.
kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan.
Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang
selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es.
Ø
Infiltrasi
/ Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah
dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat
aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah
permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
Ø
Air
Permukaan - Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan
danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran
permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada
daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama
yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.
Air permukaan, baik yang mengalir maupun
yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan
terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan
air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang
membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS). Jumlah air di bumi secara
keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya. Tempat
terbesar terjadi di laut.
BAB
III
KESIMPULAN
Evaporasi adalah penguapan air dari permukaan tanah, air,
dan permuaakan bukan vegetasi lainnya oleh proses fisika. Energi matahari dan
ketersediaan air adalah dua unsur utama dari proses evaporasi. Evaporasi dapat terjadi pada tubuh perairan (seperti
laut, sungai, danau, waduk) permukaan tanah dan tumbuh-tumbuhan (disebut
transpirasi), adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan dan kelambatan
evaporasi dan transpirasi disuatu kawasan ada bermacam-macam antara lain :
temperatur air dan udara, kelembaban udara, kecepatan tiupan angin, tekanan
udara, intensitas sinar matahari, dan lain-lain.