Penguapan

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 yang signifikan.

Evaporasi dapat pula diartikan sebagai proses difusi uap air ke atmosfer dari permukaan air yang terbuka bebas. Termasuk diantaranya adalah kehilangan air dari danau, sungai, bahkan awan dan tanah jenuh dan permukaan tumbuhan, tetapi tidak menggabungkan kehilangan transpirasi dari tumbuhan. Sangat penting untuk membedakan antara proses evaporasi yang hanya memperhatikan badan air yang bebas dan yang berasal dari evapotranspirasi.^[1]

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 untuk 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.^[2] Siklus air terjadi terus menerus. Energi surya menggerakkan penguapan air dari samudra, danau, embun dan sumber air lainnya. Dalam hidrologi penguapan dan transpirasi (yang melibatkan penguapan di dalam stomata tumbuhan) secara kolektif diistilahkan sebagai evapotranspirasi.

Laju evaporasi

Laju evaporasi sebagian dikendalikan oleh radiasi matahari, yang menyediakan energi yang dibutuhkan untuk mengubah air dalam bentuk cair menjadi uap air, yaitu panas laten penguapan atau 2.44 × 10⁶J kg^-1 di suhu 25^oC. Proporsi radiasi bersih yang diterima oleh bumi yang tersedia untuk proses ini bergantung tidak hanya pada transmisi, absorpsi, dan refleksi atmosfer dan permukaan bumi, tapi juga jumlah yang digunakan untuk pemanasan atmosfer dan pemanasan tanah. Kelembaban udara di atas permukaan evaporasi pada akhirnya akan meningkat sampai, ketika udara menjadi jenuh, penguapan akan berhenti kecuali lapisan-lapisan ini tersebar. Kebutuhan uap lembab atmosferik oleh karenanya dikendalikan tak hanya oleh keseimbangan radiasi tapi juga oleh humiditas dan kecepatan angin. Laju evaporasi disamping itu juga dipengaruhi oleh karakteristik badan air itu sendiri, yakni kedalaman, luas dan kualitas air. Pemahaman laju evaporasi menjadi lebih rumit oleh perlunya membedakan antara evaporasi potensial dan aktual. Evaporasi aktual adalah laju kehilangan air yang teramati, sedangkan laju potensial adalah evaporasi yang mungkin terjadi pada badan air bebas.^[1]

Faktor- faktor yang memengaruhi

Besar kecilnya evaporasi dipengaruhi oleh faktor suhu air, suhu udara, kelembapan tanah, kecepatan angin, tekanan udara, dan sinar matahari.^[3] Beberapa faktor penting yang memengaruhi laju evaporasi secara langsung atau tidak langsung diantaranya ialah:^[4]

Radiasi matahari dan daratan

Radiasi total matahari dan bumi menyedia asupan panas yang terus menerus ke permukaan air dan dengan demikian sangat mempengaruhi radiasi gelombang panjang dan pendek yang keluar dari / melalui permukaan dan berakibat pada suhu permukaan air, yang pada gilirannya mengatur proses penguapan. Keseimbangan radiasi dengan demikian menentukan laju hilangnya air dari permukaan.

Aliran udara di atas permukaan

Lapisan tipis udara yang bersentuhan dengan dan dekat permukaan evaporasi memperoleh uap air dari permukaan. Aliran udara itu secara konstan disingkirkan dari permukaan oleh angin, membawa aliran udara baru yang bersentuhan dengan permukaan penguapan. Selain itu, turbulensi yang ada menimbulkan proses pertukaran antara lapisan tipis udara yang bersentuhan dengan permukaan dan lapisan yang berada tepat di atasnya. Dengan demikian kecepatan angin dan derajat turbulensi pada permukaan penguapan sangat memengaruhi laju evaporasi.

Suhu permukaan penguapan dan udara

Suhu permukaan penguapan dan suhu udara di lapisan terendah di atasnya, yang menentukan gradien suhu langsung di atas permukaan merupakan faktor penting yang memengaruhi laju penguapan dari permukaan, karena suhu permukaan akan menentukan radiasi gelombang panjang yang keluar.

Kelembaban/uap air

Kelembaban relatif atau uap air di permukaan dan gradien tekanan uap dalam lapisan tipis udara yang berada langsung di atas permukaan, memengaruhi laju evaporasi dari permukaan karena evaporasi secara langsung proporsional dengan perbedaan antara tekanan uap jenuh pada permukaan air di suhu air permukaan dan tekanan uap udara di lapisan tipis, pada suhu udara

Sifat dan ukuran permukaan evaporasi

Pada badan air, kekasaran permukaan memengaruhi keseimbangan radiasi dan memengaruhi juga evaporasi yang berlangsung, sementara itu evaporasi dari permukaan tanah bergantung pada jumlah uap lembab yang tersedia pada permukaan penguapan, komposisi tanah, tipe tutupan vegetasi di atasnya, dan sebagainya. Ukuran permukaan penguapan juga memengaruhi laju evaporasi karena massa udara dapat termodifikasi saat bergerak di atas area permukaan yang luas yang mungkin memiliki variasi suhu udara / air / permukaan serta variasi kelembapan dan aliran angin di atas permukaan penguapan yang besar.

Kedalaman air

Kedalaman badan air memengaruhi laju evaporasi karena kemampuan danau dalam untuk menyimpan panas pada musim panas dan melepaskannya kembali pada musim dingin, sehingga memengaruhi nilai evaporasi bulanan atau musiman.

Unit Pengukuran

Laju evaporas dinyatakan sebagai volume air yang terevaporasi dari satuan area per satuan waktu. Satuan waktu yang digunakan adalah per harian. Besarnya dinyatakan dalam satuan mm/hari.^[4]

Evaporimeter

Pengukuran evaporasi dilakukan dengan mengukur perubahan ketinggian permukaan air di dalam tangki atau wadah yang dirancang khusus,yang disebut evaporimeter. Evaporimeter terdiri dari dua kategori, yaitu wadah evaporasi dan atmometer.^[4]

Perubahan fase zat (
l
b
s
)
Ke Dari	Padat	Cair	Gas	Plasma
Padat		Mencair	Menyublim
Cair	Membeku		Menguap
Gas	Mengkristal	Mengembun		Mengion
Plasma			Rekombinasi

Referensi

^ ^a ^b Thomas, David S. G.; Goudie, Andrew S. (2009-07-17). The Dictionary of Physical Geography (dalam bahasa Inggris). Oxford: John Wiley & Sons. hlm. 185. ISBN 978-1-4443-1316-1.
^ Kimia, Ilmu (2012-11-26). "Kondensasi dan Evaporasi". Ilmu Kimia | Artikel dan Materi Kimia (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-12-31.
^ Sumantri, Arif (2017). Kesehatan Lingkungan - Edisi Revisi. Depok: Prenada Media. hlm. 36. ISBN 978-602-422-573-5.
^ ^a ^b ^c Srivastava, Gyan P. (2009). Surface Meteorological Instruments and Measurement Practices (dalam bahasa Inggris). New York: Atlantic Publishers & Dist. hlm. 266, 267. ISBN 978-81-269-0968-1.