Evaporasi
Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan molekul di dalam
keadaan cair (contohnya air) dengan spontan menjadi gas (contohnya uap
air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan
dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika
terpapar pada gas dengan volume signifikan.
Rata-rata molekul tidak memiliki energi yang cukup untuk lepas dari
cairan. Bila tidak cairan akan berubah menjadi uap dengan cepat. Ketika
molekul-molekul saling bertumbukan mereka saling bertukar energi dalam
berbagai derajat, tergantung bagaimana mereka bertumbukan. Terkadang
transfer energi ini begitu berat sebelah, sehingga salah satu molekul
mendapatkan energi yang cukup buat menembus titik didih cairan. Bila ini
terjadi di dekat permukaan cairan molekul tersebut dapat terbang ke
dalam gas dan "menguap"
Ada cairan yang kelihatannya tidak menguap pada suhu tertentu di dalam
gas tertentu (contohnya minyak makan pada suhu kamar). Cairan seperti
ini memiliki molekul-molekul yang cenderung tidak menghantar energi satu
sama lain dalam pola yang cukup buat memberi satu molekul "kecepatan
lepas" - energi panas - yang diperlukan untuk berubah menjadi uap. Namun
cairan seperti ini sebenarnya menguap, hanya saja prosesnya jauh lebih
lambat dan karena itu lebih tak terlihat.
Penguapan adalah bagian esensial dari siklus air. Uap air di udara akan
berkumpul menjadi awan. Karena pengaruh suhu, partikel uap air yang
berukuran kecil dapat bergabung (berkondensasi) menjadi butiran air dan
turun hujan. Siklus air terjadi terus menerus. Energi surya menggerakkan
penguapan air dari samudera, danau, embun dan sumber air lainnya. Dalam
hidrologi
penguapan dan
transpirasi (yang melibatkan penguapan di dalam stomata tumbuhan) secara kolektif diistilahkan sebagai
evapotranspirasi.
TRANSPIRASI
Transpirasi berbeda dengan penguapan/evaporasi sederhana karena
berlangsung pada jaringan hidup dan dipengaruhi oleh fisiologi tumbuhan.
|
1 - Air pasif diangkut ke akar dan kemudian ke xilem .
2 - Kekuatan kohesi dan adhesi menyebabkan molekul air untuk membentuk kolom dalam xilem .
3 - Air bergerak dari xilem ke dalam sel mesofil , menguap dari permukaan dan daun tanaman dengan cara difusi melalui stomata |
Air diserap ke dalam akar secara osmosis melalui rambut akar, sebagian
besar bergerak menurut gradien potensial air melalui xilem. Air dalam
pembuluh xilem mengalami tekanan besar karena molekul air polar menyatu
dalam kolom berlanjut akibat dari penguapan yang berlangsung di bagian
atas. Sebagian besar ion bergerak melalui simplas dari epidermis akar ke
xilem, dan kemudian ke atas melalui arus transportasi.
Laju transpirasi dipengaruhi oleh ukuran tumbuhan, kadar CO2, cahaya,
suhu, aliran udara, kelembaban, dan tersedianya air tanah.
Faktor-faktor ini memengaruhi perilaku stoma yang membuka dan menutupnya
dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel penjaga yang berkorelasi
dengan kadar ion kalium (K+) di dalamnya. Selama stoma terbuka, terjadi
pertukaran gas antara daun dengan atmosfer dan air akan hilang ke dalam
atmosfer. Untuk mengukur laju transpirasi tersebut dapat digunakan
potometer.
|
Stoma (tunggal) atau mulut daun, sebagian besar transpirasi berlangsung di bagian ini. |
Transpirasi pada tumbuhan yang sehat sekalipun tidak dapat dihindarkan
dan jika berlebihan akan sangat merugikan karena tumbuhan akan menjadi
layu bahkan mati.
Sebagian besar transpirasi berlangsung melalui stomata sedang melalui
kutikula daun dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada
saat tumbuhan membuka stomatanya untuk mengambil karbon dioksida dari
udara untuk berfotosintesis.
Lebih dari 20 % air yang diambil oleh akar dikeluarkan ke udara sebagai
uap air. Sebagian besar uap air yang ditranspirasi oleh tumbuhan
tingkat tinggi berasal dari daun selain dari batang, bunga dan buah.
Transpirasi menimbulkan arus transpirasi yaitu translokasi air dan ion organik terlarut dari akar ke daun melalui xilem.
ADAPTASI TUMBUHAN TERHADAP TRANSPIRASI
Daun
Tumbuhan seperti pohon jati dan akasia mengurangi penguapan dengan cara menggugurkan daunnya di musim panas.
Pada tumbuhan padi-padian, liliacea dan jahe-jahean, tumbuhan jenis ini
mematikan daunnya pada musim kemarau. Pada musim hujan daun tersebut
tumbuh lagi.
Tumbuhan yang hidup di gurun pasir atau lingkungan yang kekurangan air
(daerah panas) misalnya kaktus, mempunyai struktur adaptasi khusus untuk
menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Pada tumbuhan yang terdapat di
daerah panas, jika memiliki daun maka daunnya berbulu, bentuknya
kecil-kecil dan kadang-kadang daun berubah menjadi duri dan sisik.
Lapisan lilin berfungsi untuk melindungi daun dari penguapan yang berlebihan dan gangguan serangga
Stomata
Stomata pada daun dapat membuka di siang hari dan menutup pada malam
hari untuk menghindari penguapan yang berlebihan,karena itu stomata
disebut dengan mulut daun.
Akar
Sistem perakaran tumbuhan di daerah panas memiliki akar yang panjang-panjang sehingga dapat menyerap air lebih banyak.
KONDENSASI
Kondensasi atau pengembunan adalah perubahan wujud benda ke wujud yang
lebih padat, seperti gas (atau uap) menjadi cairan. Kondensasi terjadi
ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila
sebuah uap dikompresi (yaitu, tekanan ditingkatkan) menjadi cairan, atau
mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Cairan yang telah
terkondensasi dari uap disebut kondensat.
Kondensasi uap menjadi cairan adalah lawan dari penguapan (evaporasi)
dan merupakan proses eksothermik (melepas panas). Air yang terlihat di
luar gelas air yang dingin di hari yang panas adalah kondensasi.
Molekul air mengambil sebagian panas dari udara. Akibatnya, temperatur
atmosfer akan sedikit turun. Di atmosfer, kondensasi uap airlah yang
menyebabkan terjadinya awan. Molekul kecil air dalam jumlah banyak akan
menjadi butiran air karena pengaruh suhu, dan tapat turun ke bumi
menjadi hujan. Inilah yang disebut siklus air.
Uap air di udara yang terkondensasi secara alami pada permukaan yang
dingin dinamakan embun. Uap air hanya akan terkondensasi pada suatu
permukaan ketika permukaan tersebut lebih dingin dari titik embunnya,
atau uap air telah mencapai kesetimbangan di udara, seperti kelembapan
jenuh. Titik embun udara adalah temperatur yang harus dicapai agar mulai
terjadi kondensasi di udara.
|
Embun yang terbentuk pada bunga Chinese Hibiscus |
Jadi, Embun adalah air dalam bentuk tetesan yang muncul pada permukaan
tipis yang terpapar pada pagi atau sore hari karena kondensasi. Uap air
di atmosfer akan mengembun menjadi tetesan tergantung pada suhu. Suhu
di mana tetesan dapat terbentuk disebut titik embun. Ketika suhu
permukaan yang terpapar turun, akhirnya mencapai titik embun, uap air di
atmosfer mengembun membentuk tetesan kecil di permukaan.
Ketika suhu cukup rendah, embun mengambil bentuk es, bentuk ini disebut membeku (freeze).
|
Dalam
foto makro yang menakjubkan ini, yang diambil oleh Alistair Campbell,
kita melihat embun beku turun di pagi hari. Campbell menyebutkan bahwa
foto ini adalah gabungan dari beberapa jepretan untuk meningkatkan
kedalaman fokus. |
Karena embun ini terkait dengan suhu permukaan, pada akhir musim panas,
embun terbentuk paling mudah pada permukaan yang tidak dihangatkan oleh
panas yang berasal dari dalam tanah, seperti rumput, daun, pagar, atap
mobil, dan jembatan.
Embun berbeda dengan gutasi, yang merupakan proses di mana tanaman melepaskan kelebihan air dari ujung daun .
GUTASI
Gutasi adalah proses pelepasan air dalam bentuk cair dari jaringan daun.
Istilah gutasi pertama kali dipakai oleh Burgerstein. Gutasi terjadi
saat kondisi tanah sesuai sehingga penyerapan air tinggi namun laju
penguapan/ transpirasi rendah maupun ketika penguapan air sulit terjadi
karena tingginya kelembaban udara. Proses gutasi terjadi pada struktur
daun mirip stomata yang bernama hidatoda. Gutasi dapat diamati dengan
munculnya tetes-tetes air di tepi daun yang tersusun teratur.
Tingkat terjadinya gutasi sangat rendah dibandingkan dengan transpirasi.
Gutasi juga lebih jarang diobservasi daripada transpirasi. Titik-titik
air di tepi daun yang terjadi akibat gutasi di pagi hari sering
disalahartikan sebagai embun.
Mekanisme
Pengeluaran air melalui proses gutasi terjadi akibat adanya tekanan
positif akar. Meskipun ketika laju transpirasi rendah, akar terus
menyerap air dan mineral sehingga air yang masuk ke jaringan lebih
banyak daripada yang dilepaskan keluar. Kondisi yang tidak mendukung
terjadinya tekanan akar seperti suhu dingin dan tanah yang kering
menghambat terjadinya gutasi. Kekurangan mineral juga diketahui
memengaruhi proses gutasi.
Bila transpirasi terjadi pada stomata, maka gutasi terjadi pada struktur
khusus bernama hidatoda. Hidatoda seringkali disebut sebagai stomata
air. Hidatoda terletak di ujung dan sepanjang tepi daun. Oleh karena
itulah, titik-titik air akan terlihat di ujung dan tepi daun.
Gutasi biasanya terjadi pada malam hari, namun terjadi juga pada pagi
hari. Laju gutasi paling tinggi ditemukan pada tumbuhan Colocasia
nymphefolia. Gutasi paling banyak terjadi pada tumbuhan air, herba, dan
rumput-rumputan.
Kualitas air hasil gutasi
Titik-titik air yang keluar dari jaringan daun melalui proses gutasi
bukanlah air murni. Berbagai senyawa diketahui terlarut di dalamnya.
Beberapa senyawa yang ditemukan terlarut dalam titik-titik air tersebut
adalah enzim, gula, asam amino, vitamin, serta mineral seperti P, K, Na,
Mg, dan Fe.
Perbedaan gutasi dan transpirasi
Beberapa perbedaan utama gutasi dan transpirasi adalah:
Efek gutasi bagi tanaman
Gutasi tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kelangsungan
hidup tumbuhan. Namun kadangkala, gutasi diketahui dapat menyebabkan
luka pada daun. Hal ini diakibatkan oleh penumpukan garam yang terjadi
bila titik-titik air di tepi daun telah menguap. Kondisi tersebut
membuat patogen seperti bakteri dan fungi dapat menyerang jaringan daun.
Dibawah ini adalah foto-foto cantik dari Gutasi pada daun
|
Guttation on a strawberry leaf |
|
Guttation on Equisetum |
sumber : http://versesofuniverse.blogspot.com/2013/09/pengertian-evaporasi-kondensasi.html