INDAHNYA ILMU PENGETAHUAN: Pengertian Evaporasi, Kondensasi, Transpirasi dan Gutasi

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