Cute Brown Spinning Flower

2.1.13

LAPORAN PRAKTIKUM MATA KULIAH BIOFISIKA UMUM: FISIKA LINGKUNGAN



Hari/Tanggal     : Rabu – Kamis, 14 – 15 November 2012
Rekan kerja       :
         Fisika IPB angkatan 48
 

LAPORAN BIOFISIKA UMUM
FISIKA LINGKUNGAN

ANA FITRIANA
G74110018

ASISTEN:
         AJENG WIDYA ROSLIA                        (G74090029)
         FEBY ROSMAWATI F.               (G74090032)
         BUDI SETIADI                             (G74090037)
         ANDRI HARYANSYAH             (G74090039)



DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
A.    Judul : BIOFISIKA LINGKUNGAN

B.     Tujuan
1. Mengukur distribusi temperatur dibawah dan diatas permukaan tanah
2. Mengukur pola siklus diurnal lingkungan

C.    Alat
1.Termometer digital 2 buah
2. Mistar

D.    Teori Singkat
Bidang biofisika lingkungan merupakan salah satu cabang terapan dari ilmu biofisika yang mempelajari mengenai kajian tentang energi dan pertukaran massa antara organisme hidup dengan lingkungannya khususnya lingkungan sekitar.  Pada umumnya reaksi biokimia pada organisme sangat bergantung dengan suhu antara organisme dan lingkungan sekitarnya, distribusi radian kalor laten, kapasitas kalor, dan resistansi. Suhu merupakan pengaruh yang sangat fundamental bagi kehidupan organisme. Jarang sekali organisme hidup memiliki suhu yang relatif berada pada kesetimbangan termal (konstan), sehingga suhu lingkungan sangat mempengaruhi suhu dari organisme itu sendiri. Suhu diatas dan dibawah titik kritis dapat mengakibatkan proses denaturasi enzim sehingga menyebabkan kematian dari organisme. Keberadaan kelembaban udara menyebabkan suhu diatas permukaan tanah dan dibawah permukaan tanah berbeda. Pada reaksi biokimia suhu bisa digandakan menjadi dua kali lipat ataupun tiga kali lipat setiap kenaikan suhu sebesar 10ᵒC. Setiap detiknya terjadi perubahan suhu, tetapi suhu dibawah permukaan tanah relatif lebih konstan dibandingkan dengan suhu diatas permukaan tanah.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi perubahan suhu tersebut. Faktor-faktor tersebut adalah sudut datangnya sinar matahari, tinggi rendahnya tempat, angin dan arus laut, lamanya penyinaran, dan awan.
Pada kesempatan ini, akan dilakukan percobaan yang didalamnya akan dilakukan pengamatan terhadap suhu lingkungan diatas permukaan tanah dan dibawah permukaan tanah secara siklus diurnal atau 24 jam. Apabila suhu diamati secara berkala (hampir kontinu), maka dapat ditentukan suhu ketika kondisi tertentu, melalui persamaan:
Dengan                                                                                                                      
Dimana
 ;

E.     Prosedur
1.      Pilih tempat disekitar yang mudah dijangkau dan diperhatikan.
2.      Untuk dibawah permukaan tanah: Gali lubang kecil sampai kedalaman ± 20 cm dari permukaan tanah, kemudian masukan kabel yang sudah terhubung dengan termometer digital. Amati dan catat suhunya selama 24 jam dengan skala 10 menit.
3.      Untuk diatas permukaan tanah: tinggi dari permukaan tanah haruslah 2 m. Tempatkan termometer pada tinggi 2 m, misalnya pada dahan pohon agar tidak dipegangi oleh praktikan sehingga ketinggiannya stabil. Amati dan catat suhunya selama 24 jam dengan skala 10 menit.
4.      Amati dan catat pula kondisi lingkungan pada saat pengamatan.
5.      Tempatkan satu penunjuk waktu yang akurat agar skala yang didapatkan benar-benar 10 menit.

F.     Data
·         Kedalaman      : ± 20 cm
Suhu / waktu awal       : 28,6 ᵒC / Rabu, 14 November 2012; pukul 11.00 WIB
Suhu / waktu akhir      : 34,5 ᵒC / Kamis, 15 November 2012; pukul 11.00 WIB

·         Ketinggian      :2 m
Suhu / waktu awal      : 30 ᵒC / Rabu, 14 November 2012; pukul 11.00 WIB
Suhu / waktu akhir      : 30,6 ᵒC / Kamis, 15 November 2012; pukul 11.00 WIB
Waktu (menit)
Suhu Udara (ᵒC)
Suhu Tanah (ᵒC)
Cuaca
Waktu
Suhu Udara (ᵒC)
Suhu Tanah (ᵒC)
Cuaca
0
30
28,6
MENDUNG
730
25
27,9
GERIMIS
10
30,3
28,3
MENDUNG
740
24,8
27,9
BERAWAN
20
30,9
28,4
MENDUNG
750
24,8
28,1
BERAWAN
30
30,6
28,4
MENDUNG
760
24,8
27,9
BERAWAN
40
31,6
28,2
MENDUNG
770
24,7
28,1
CERAH
50
30,0
28,3
MENDUNG
780 (13 jam)
25
27,8
CERAH
60 (1 jam)
29,5
28,3
MENDUNG
790
24,6
27,8
CERAH
70
29,7
28,2
MENDUNG
800
24,5
27,9
CERAH
80
27,9
28,3
MENDUNG
810
24,9
28,1
CERAH
90
27,9
28,3
MENDUNG
820
25,1
28,1
CERAH
100
27,9
28,2
MENDUNG
830
24,6
28,1
CERAH
110
27,9
28,3
MENDUNG
840 (14 jam)
24,3
28,1
CERAH
120 (2 jam)
27,9
28,4
MENDUNG
850
24,4
28,1
CERAH
130
27,9
28,4
MENDUNG
860
24,6
27,7
CERAH
140
26,2
28,2
MENDUNG
870
24,7
28
CERAH
150
26,6
28,2
MENDUNG
880
24,5
28,1
CERAH
160
26,9
28,4
MENDUNG
890
24,4
28
CERAH
170
27,2
28,3
MENDUNG
900 (15 jam)
24,2
27,7
CERAH
180 (3 jam)
27,7
28,2
MENDUNG
910
24,1
27,7
CERAH
190
27
28,3
MENDUNG
920
24,3
27,7
CERAH
200
27,4
28,3
MENDUNG
930
24,1
27,7
CERAH
210
27,6
28,2
MENDUNG
940
24,2
27,7
CERAH
220
27,5
28,2
MENDUNG
950
24,1
27,9
CERAH
230
27,2
28,4
MENDUNG
960 (16 jam)
23,9
27,6
CERAH
240 (4 jam)
27,0
28,4
MENDUNG
970
23,9
27,6
CERAH
250
26,9
28,2
MENDUNG
980
23,6
27,8
CERAH
260
26,3
28,4
MENDUNG
990
23,9
27,6
CERAH
270
26,1
28,4
MENDUNG
1000
23,8
27,6
CERAH
280
25,8
28,5
MENDUNG
1010
24,1
27,9
CERAH
290
25,6
28,3
MENDUNG
1020 (17 jam)
23,8
27,9
CERAH
300 (5 jam)
25,4
28,5
MENDUNG
1030
23,9
27,9
CERAH
310
25,3
28,4
MENDUNG
1040
23,9
27,6
CERAH
320
25,1
28,2
GERIMIS
1050
23,4
27,5
CERAH
330
25,3
25,5
GERIMIS
1060
23,9
27,9
CERAH
340
25,1
25,2
GERIMIS
1070
23,6
27,8
MENDUNG
350
25,1
25
GERIMIS
1080 (18 jam)
23,6
27,5
MENDUNG
360 (6 jam)
25,0
25,1
GERIMIS
1090
23,7
27,8
MENDUNG
370
25,1
25
GERIMIS
1100
23,5
27,8
MENDUNG
380
25,0
25,3
GERIMIS
1110
23,3
27,5
MENDUNG
390
25,4
25,2
GERIMIS
1120
23,4
27,6
MENDUNG
400
25,2
25,5
GERIMIS
1130
23,9
27,7
MENDUNG
410
25,5
25,3
MENDUNG
1140 (19 jam)
23,9
27,4
MENDUNG
420 (7 jam)
25,5
25,1
MENDUNG
1150
24,1
27,4
MENDUNG
430
25,6
25,5
MENDUNG
1160
23,6
27,4
MENDUNG
440
25,6
25,6
MENDUNG
1170
24
27,7
MENDUNG
450
25,7
28
MENDUNG
1180
24,3
27,4
MENDUNG
460
25,9
28,1
MENDUNG
1190
24,7
27,4
CERAH
470
26,0
28,1
MENDUNG
1200 (20 jam)
24,7
27,4
CERAH
480 (8 jam)
25,7
28,1
MENDUNG
1210
25,0
27,6
CERAH
490
25,9
28,4
MENDUNG
1220
25,0
27,6
CERAH
500
25,7
28,3
MENDUNG
1230
25,2
27,6
CERAH
510
25,8
28,1
MENDUNG
1240
25,6
27,4
CERAH
520
25,7
28,1
GERIMIS
1250
25,7
27,3
CERAH
530
25,6
28,4
GERIMIS
1260 (21 jam)
26,2
27,6
CERAH
540 (9 jam)
25,6
28
GERIMIS
1270
27,0
27,3
CERAH
550
25,4
28,3
GERIMIS
1280
26,5
27,5
BERAWAN
560
25,4
28,4
GERIMIS
1290
26,6
27,3
BERAWAN
570
25,3
28,2
GERIMIS
1300
26,7
27,4
BERAWAN
580
25,4
28,3
GERIMIS
1310
27,1
27,3
BERAWAN
590
25,4
28,3
GERIMIS
1320 (22 jam)
27,2
27,5
BERAWAN
600 (10 jam)
25,5
28
GERIMIS
1330
27,6
27,2
BERAWAN
610
25
28,1
GERIMIS
1340
27,5
27,5
BERAWAN
620
25
28,3
GERIMIS
1350
27,7
27,3
BERAWAN
630
25,1
28
GERIMIS
1360
27,5
27,3
BERAWAN
640
25,2
28
GERIMIS
1370
28,1
27,3
BERAWAN
650
25,4
28
GERIMIS
1380 (23 jam)
28,4
27,2
BERAWAN
660 (11 jam)
25,2
28,2
GERIMIS
1390
28,5
27,2
BERAWAN
670
25,1
28,2
GERIMIS
1400
28,5
27,4
BERAWAN
680
25
27,9
GERIMIS
1410
29,5
27,4
CERAH
690
25,1
27,9
GERIMIS
1420
29,1
31,3
CERAH
700
25,2
27,9
GERIMIS
1430
29,5
32,8
CERAH
710
25,0
28,2
GERIMIS
1440 (24 jam)
30,6
34,5
CERAH
720 (12 jam)
25,1
28,2
GERIMIS






G.    Pengolahan Data
1.      Suhu Atas ( Udara)
Suhu maximum = 31,6 °C
Suhu minimum = 23,3°C
Suhu rataan = 
                   =

2.      Suhu Bawah (Tanah)
Suhu maximum =  34,5°C
Suhu minimum = 25°C
Suhu rataan = 
                    =

H.    Pembahasan
Praktikum kali ini yaitu melakukan pengamatan suhu lingkungan yang berada di udara dengan ketinggian ±2 m dan suhu di dalam tanah dengan kedalaman ±20 cm. Alat yang digunakan untuk pengukuran adalah termometer digital dan spark. Percobaan dilakukan di depan laboratorium Biofisika Membran, Departemen Fisika, Institut Pertanian Bogor. Percobaan dimulai tepat pukul 11.00 hingga pukul 11.00 pada keesokan harinya. Data merupakan pengukuran suhu selama 24 jam yang diambil setiap 10 menit. Suhu mula-mula di atas dan di dalam permukaan tanah berturut-turut adalah 30 oC dan 28,6 oC dan suhu akhirnya yaitu 30,6 oC dan 34,5 oC. Suhu maksimum pada permukaan tanah yaitu 31,6 oC pada Rabu, 14 November 2012, pukul 11.40 dan suhu minimumnya adala 23,3 oC pada Kamis, 15 November 2012, pukul 05.30. Sedangkan untuk di dalam tanah, suhu maksimumnya adalah 34,5 oC pada Kamis, 15 November 2012, pukul 11.00 dan suhu minimumnya adalah 25 oC pada Rabu, 14 November 2012, pukul 17.10. Saat suhu lingkungan maksimum, cuaca cerah. Tetapi saat suhu lingkungan rendah cuaca dalam keadaan mendung dan turun hujan dengan intensitas rendah. Adapun suhu di atas permukaan tanah memiliki rata-rata sebesar 27,45 oC dan suhu di dalam permukaan tanah memiliki rata-rata 29,75 oC.
Grafik pada pengolahan data menunjukkan bahwa, suhu di atas permukaan tanah terlihat tidak konstan. Hal tersebut dapat dilihat dari kurva yang naik turun, yang mencirikan ketidakkonsistenan suhu lingkungan. Ketidakkonsistenan ini terjadi akibat adanya ketidakstabilan atau perubahan yang cukup berpengaruh yang disebabkan oleh pengaruh kondisi lingkungan dan kelembaban udara.
Hubungan antara waktu dan suhu di dalam tanah relatif konstan. Saat suhu di permukaaan tanah naik, kalor ditransfer ke lapisan udara di atasnya secara konveksi dan ke dalam lapisan tanah secara konduksi. Namun, kalor yang diserap oleh lapisan tanah berikutnya memliki amplitudo yang relatif kecil. Amplitudo dari gelombang temperatur diurnal menjadi lebih kecil seiring dengan bertambahnya jarak dari permukaan. Pada tanah, hal ini terjadi karena kalor disimpan pada setiap lapisan yang dilewati sehingga kalor yang melewati lapisan berikut menjadi lebih rendah. Pada kedalaman lebih dari 50 cm, fluktuasi temperatur diurnal dalam tanah sangat sulit diukur Hal ini terjadi karena setiap lapisan tanah yang dilewati oleh kalor akan menyimpan sebagian kalor tersebut, sehingga kalor yang melewati lapisan berikutnya menjadi berkurang.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi suhu udara diantaranya adalah sudut datangnya sinar matahari, tinggi rendahnya tempat, angin dan arus laut, lamanya penyinaran, dan awan. Sudut datang sinar matahari terkecil terjadi pada pagi dan sore hari, sedangkan sudut terbesar pada waktu siang hari tepatnya pukul 12.00 siang. Sudut datangnya sinar matahari yaitu sudut yang dibentuk oleh sinar matahari dan suatu bidang di permukaan bumi. Semakin besar sudut datangnya sinar matahari, maka semakin tegak datangnya sinar sehingga suhu yang diterima bumi semakin tinggi. Sebaliknya, semakin kecil sudut datangnya sinar matahari, berarti semakin miring datangnya sinar dan suhu yang diterima bumi semakin rendah. Semakin tinggi kedudukan suatu tempat, temperatur udara di tempat tersebut akan semakin rendah, begitu juga sebaliknya semakin rendah kedudukan suatu tempat, temperatur udara akan semakin tinggi. Perbedaan temperatur udara yang disebabkan adanya perbedaan tinggi rendah suatu daerah disebut amplitudo. Salah satu sifat khas udara yaitu bila kita naik 100 meter, suhu udara akan turun 0,6 °C. Di Indonesia suhu rata-rata tahunan pada ketinggian 0 meter adalah 26 °C. Perbedaan temperatur tinggi rendahnya suatu daerah dinamakan derajat geotermis. Suhu udara rata-rata tahunan pada setiap wilayah di Indonesia berbeda-beda sesuai dengan tinggi rendahnya tempat tersebut dari permukaan laut. Angin dan arus laut mempunyai pengaruh terhadap temperatur udara. Misalnya, angin dan arus dari daerah yang dingin, akan menyebabkan daerah yang dilalui angin tersebut juga akan menjadi dingin. Lamanya penyinaran matahari pada suatu tempat tergantung dari letak garis lintangnya. Semakin rendah letak garis lintangnya maka semakin lama daerah tersebut mendapatkan sinar matahari dan suhu udaranya semakin tinggi. Sebaliknya, semakin tinggi letak garis lintang maka intensitas penyinaran matahari semakin kecil sehingga suhu udaranya semakin rendah. Indonesia yang terletak di daerah lintang rendah (6 °LU – 11 °LS) mendapatkan penyinaran matahari relatif lebih lama sehingga suhu rata-rata hariannya cukup tinggi. Awan merupakan penghalang pancaran sinar matahari ke bumi. Jika suatu daerah terjadi awan (mendung) maka panas yang diterima bumi relatif sedikit, hal ini disebabkan sinar matahari tertutup oleh awan dan kemampuan awan menyerap panas matahari. Permukaan daratan lebih cepat menerima panas dan cepat pula melepaskan panas, sedangkan permukaan lautan lebih lambat menerima panas dan lambat pula melepaskan panas. Apabila udara pada siang hari diselimuti oleh awan, maka temperatur udara pada malam hari akan semakin dingin.

I.       Kesimpulan
Siklus diurnal adalah siklus yang berlangsung setiap harinya selama 24 jam, terjadi secara terus menerus yang disebabkan oleh satu putaran penuh rotasi bumi. Perbedaan aktifitas suhu pada siang dan malam hari adalah diakibatkan radiasi panas matahari yang menuju ke permukaan bumi pada siang hari, sedangkan pada malam hari tidak ada radiasi panas yang diterima dari radiasi sinar matahari.
Suhu awal di dalam dan di permukaan tanah berturut-turut adalah 30 ᵒC dan 28,6 ᵒC, pada pukul 11.00, 14 November 2012. Suhu terendahnya berturut-turut yaitu 30,6 ᵒC dan 34,5 ᵒC, pada pukul 11.00, 15 November 2012. Suhu maksimum di permukaan tanah adalah 31,6 oC pada pukul 11.40, sedangkan suhu minimumnya adalah 23,3 oC pada pukul 05.30. Suhu maksimum di dalam tanah adalah 34,5 oC pada pukul 11.00, sedangkan suhu minimumnya yaitu 25 oC pada pukul 17.10. Dari grafik diperoleh bahwa suhu pada permukaan tanah cenderung kurang stabil daripada suhu di dalam tanah. Sebab, suhu di dalam tanah memiliki kecenderungan konstan.
Praktikum dilakukan selama 24 jam dan teman-teman fisika bergantian mengambil data. Data yang diambil setiap 10 menit sekali, sehingga ada seseorang yang mengawasi waktu dan ada juga yang mencatat suhu yang terbaca pada termometer digital di permukaan tanah. Praktikum ini memberikan pelajaran bagi kami untuk berkoordinasi, saling menjaga, dan percaya. Karena, jika tidak, maka data bisa saja tidak akan tercatat, bahkan dapat terjadi perselisihan. Namun, dengan kerjasama, praktikum ini dapat berhasil dilaksanakan.

J.      Daftar Pustaka
Adipedia.com. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perbedaan Suhu Udara (Temperature) di Berbagai Daerah. http://www.adipedia.com/2011/04/faktor-faktor-yang-mempengaruhi.html. Diakses pada 23 November 2012.
Campbell, Gaylon S dan John M. Norman. 2000. Introduction to Environmental Biophysics Second Edition.New York: John Willey & Sons Inc.
Cotterill, Rodney. 2002. Biophysics; An Introduction. New York : John Willey & Sons Inc.

0 komen:

Posting Komentar