ATMOSFER

Komponen Gas Penyusun Atmosfer

Atmosfer bumi terdiri dari berbagai komponen gas, komponen gas penyusun atmosfer bumi dapat dilihat pada tabel berikut:

Gas Simbol VolumeNitrogen N2 78.08

Oksigen O2 20.95

Argon Ar 0.93

Karbondioksida CO2 0.035

Neon Ne 0.0018

Methan CH4 0.00017

Helium He 0.0005

Hidrogen H2 0.000009

Xenon Xe 0.000004 

Atmosfer Bumi terdiri kumpulan berbagai macam gas. Gas penyusun atmosfer Bumi memiliki banyak manfaat untuk kehidupan manusia

Nitrogen

Merupakan unsur gas yang paling besar prosentasenya di atmosfer. Gas nitrogen sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan tanaman. Gas nitrogen sering juga digunakan sebagai bahan dasar industri pupuk

Oksigen

Oksigen merupakan unsur gas yang sangat diperlukan untuk pernafasan manusia dan mahluk hidup lainnya seperti hewan dan tumbuhan. Komposisi oksigen dalam atmosfer mencapai 21%, oksigen terdapat di perairan terutama perairan laut dangkal dan di daratan sampai batas ketinggian tertentu di atas permukaan air laut, semakin tinggi tempat suatu wilayah dari permukaan air laut, lapisan oksigennya semakin tipis. Karena ada oksigen kita dapat bernafas, menyalakan lilin dan lainnya.

Argon

Argon simbolnya Ar, merupakan elemen gas terbesar ke tiga di atmosfer Bumi setelah unsur gas nitrogen dan oksigen. Nama elemen Argon, diambil dari bahasa Yunani Argos yang artinya tidak aktif, karena Argon tidak mudah ber-reaksi dengan elemen lain. Argon digunakan bersama dengan gas Neon dalam industri listrik untuk mengisi lampu neon. Gas Argon berwarna biru. Lampu neon yang diisi dengan Gas Argon lebih hemat listrik dibandingkan lampu listrik biasa.

Gas Neon

Karbondioksida (CO2)

Karbondioksida merupakan gas tidak berwarna, tidak berbau dan gas asam yang ringan. Karbondioksida disebut juga gas asam karbon, molekulnya terdiri dari 1 atom karbon dan 2 atom oksigen, disimbolkan CO2. Karbondioksida sering disebut udara campuran.

 

 

Beberapa manfaat Gas Karbondioksida :

Karbondioksida digunakan untuk memproduksi Sodium Carbonat Na2CO3, sodium bikarbonat NaHC03 dan bahan kimia lainnya yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia.

Gas Karbondioksida bersifat tidak mudah terbakar dan dapat melokalisir panas, itu sebabnya digunakan sebagai pengisi tabung pemadam kebakaran.

Gas Karbondioksida dibutuhkan dalam pernafasan dan fotosintesis tumbuhan.

Kandungan Karbondioksida dalam jumlah yang banyak di atmosfer dapat menyebabkan polusi udara sehingga menimbulkan gangguan pada pernafasan mahluk hidup, misalnya sesak nafas pada manusia.

Polusi udara

Neon

Neon adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan non reaktif. Neon termasuk gas mulia seperti halnya Gas Helium, Argon, Kripton, Xenon dan Radon.

Kegunaan Gas Neon adalah sebagai berikut:

Dimanfaatkan untuk lampu neon Kota di malam hari Keperluan iklan Dapat dimanfaatkan untuk indikator tegangan tinggi Dimanfaatkan dalam dunia kedokteran, misalnya untuk membantu melihat hasil rontgen

Lampu Neon untuk iklan

Methan (CH4)

Gas Methan terdiri dari Carbon dan Hidrogen. Methan adalah gas yang tidak berwarna berbau, mudah terbakar dan lebih ringan dari udara. Di beberapa planet seperti Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus, methan merupakan komponen besar di dalam atmosfernya.

Methan digunakan sebagai bahan bakar karena Gas Alam yang digunakan sebagai bahan bakar mengandung 85% Gas Methan (CH4), 10% Etane (C2H6) dan selebihnya adalah Propane (C3H8), Butane (C4H10), Pantene (C5H2) dan Alkane

Helium

Helium berasal dari bahasa Yunani Helios, yang artinya Matahari. Helium termasuk gas mulia, lebih ringan dari udara, sehingga dimanfaatkan untuk pengisi balon gas dan balon udara. Helium juga digunakan untuk bahan bakar yang dapat menggerakan mesin roket.

Balon udara Roket pengguna helium (atas)Hidrogen

Hidrogen digunakan pada industri kimia, untuk membuat amonia (NH3), kegunaan amonia antara lain untuk membuat pupuk.

Para ahli metalurgi menggunakan hidrogen untuk memisahkan logam murni dengan oksida, contohnya digunakan untuk menghasilkan lembaran tembaga.

Biji Tembaga Peleburan Tembaga

Xenon

Xenon berasal dari bahasa Yunani, Xenon yang artinya asing. Xenon merupakan gas mulia, tidak berwarna dan tidak berbau, Gas Xenon tidak ber-reaksi dengan elemen lain, sehingga banyak digunakan untuk pekerjaan yang berhubungan dengan lingkungan pada industri kimia dan indusri elektronik.

KAYU

Sel-sel penyusun kayu terdiri atas beberapa tipe sel, yaitu pembuluh, parenkim longitudinal, jari-jari dan serabut. Semua tipe sel penyusun kayu diorganisasikan dalam bentuk ikatan sapu lidi, ikatan pipa sedotan plastik atau jerami dan dikenal dengan istilah a bundle of soda straw (Marra, 1992).

(2).Sifat Fisik Kayu

Berat jenis kayu atau kerapatan kayu: Berat jenis kayu mempunyai korelasi yang positif terhadap parameter perekatan kayu yaitu keteguhan rekat kayu (Freeman ,1959). Semakin tinggi berat jenis kayu yang direkat, kekuatan rekat kayu diduga semakin meningkat.

Kayu-kayu dengan berat jenis lebih dari 0,80 tidak akan memproduksi kekuatan rekat yang lebih besar dari kekuatan rekat kayu-kayu dengan berat jenis 0,80

Tolok ukur perekatan yang lain yang dipengaruhi oleh berat jenis kayu adalah kerusakan kayu (%). Pengaruh berat jenis kayu terhadap kerusakan kayu berkorelasi negatif dengan berat jenis. Kenaikan berat jenis kayu, akan menurunkan kerusakan kayu. Hal ini disebabkan lebih besarnya kekuatan kayu di sekitar garis perekat karena kenaikan berat jenis kayu sehingga terjadi pergeseran beban (Brownet.al., 1952; Freeman, 1959; Bodig, 1962; Chow & Chunski, 1982).

Hubungan berat jenis kayu dengan kerusakan kayu sama seperti pada hubungan berat jenis dengan kekuatan/keteguhan rekat kayu dengan titik batas 0,80.

• Kadar Air: Kadar air yang tinggi atau kayu dalam keadaan basah mengakibatkan proses penguapan air dari kayu yang relatif cepat walaupun dalam kondisi suhu kamar dan juga mengakibatkan perpindahan zat ekstraktif dari dalam kayu ke permukaan kayu.

• Pengambilan ekstraktif kayu dari dalam atau permukaan kayu yang akan direkat akan memperbaiki kekuatan perekatan dan sifat pembasahan kayu/ wetabilitas kayu (Chen, 1970). Hal ini disebabkan karena bahan-bahan ekstraktif kayu pada sebagian jenis kayu/pohon merupakan bahan penolak air (water repellent).

• Kadar air kayu yang tinggi dapat mengakibatkan pengenceran perekat atau adonan perekat (glue mix) yang telah dilaburkan pada permukaan kayu sehingga mobilitas molekul-molekul perekat menjadi sangat tinggi. Apabila kondisi seperti ini tetap berlangsung pada waktu rakitan bahan yang direkat (wood assembly) dikempa, maka larutan perekat akan lari keluar dari garis perekat bila bahan direkat sudah tidak mampu menampungnya karena porousitas rendah. Kejadian ini disebut kegagalan perekatan squeezed out atau perekat keluar.

(3) Sifat kimia kayu

? Selulosa: polimer dari glukosa dengan hanya satu jenis ikatan dalam proses polimerisasinya menyebabkan struktur selulosa bersifat kristalin padat walaupun diselingi dengan bagian-bagian amorf. Dengan adanya struktur tersebut selulosa memiliki afinitas yang besar terhadap molekul-molekul perekat dalam proses perekatan.

? Lignin: disusun oleh senyawa dasar yang disebut phenil propana atau phenyl-propane, yang bergabung menjadi satu dengan memakai beberapa cara ikatan. Karena banyaknya molekul ikatan dalam polimerisasi lignin ini, maka polimer yang dihasilkan bersifat amorf dengan tidak memperlihatkan bagian kristalin sedikitpun, sehingga afinitas lignin terhadap perekat menjadi kecil, dan ini menyebabkan lignin kurang berperan dalam perekatan.

? Ekstraktif kayu: terdiri atas bermacam-macam jenis bahan kimia yang biasanya dapat larut pada pelarut netral seperti air, alkohol, benzena dan pelarut netral lainnya. Dari berbagai macam bahan penyusun ekstraktif kayu, terdapat kelompok bahan kimia yang merugikan atau menghambat perekatan kayu antara lain asam lemak (fatty acid), lemak (fat), asam resin (resin acid) dan hampir semua bahan yang bersifat menolak air (water repellent chemicals).

? Zat ekstraktif terdapat dalam rongga sel dan dapat dikeluarkan dengan jalan ekstraksi. Untuk mengatasi kegagalan perekatan pada kayu yang mengandung zat ekstraktif tinggi sebaiknya pemakaian ekstender dikurangi, meningkatkan berat labur, menambahkan bahan penguat (mis: melamin), atau dengan mengurangi zat ekstraktif dengan cara perebusan atau pengukusan kayu.

Sistem Tata Surya

Perbandingan Antar Planet Berdasarkan ukuran dan komposisi bahan penyusunya planet dibagi menjadi planet terestial dan planet raksasa.

1. Planet terestial adalah planet yang ukuran dan komposisi bahan penyusunnya sejenis, yaitu batu-batuan.Tergolong planet terestial adalah Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.

2. Planet raksasa adalah planet yang ukurannya besar dan sebagian besar penyusunnya terdiri dari es dan gas. Tergolong planet raksasa adalah Jupiter, Uranus, Saturnus, dan Neptunus

Gambar perbandingan antar planet

Nama Garis tengah(km)

Massa(1024 kg)

Kala rotasi Kala revolusi Jarak rata-rata ke matahari (106 km)

Merkurius         4 878       0,33 59    hari 88     hari           58

Venus       12 102       4,88 243  hari 224,7 hari         108

Bumi       12 758       5,98 23,9 jam 365,3 hari         150

Mars         6 787       0,64 24,6 jam 687    hari         228

Jupiter      142 800 1 899 9,9   jam 11,9   tahun         778

Saturnus      120 540    568,5 10,7 jam 29,5   tahun      1 427

Uranus       51 200      86,9 17.2 jam 84     tahun      2 870

Neptunus       49 500    102,4 161  jam 164,8 tahun      4 497

Neutrino

Neutrino merupakan partikel elementer yang tak bermassa dan tak bermuatan yang dapat menembus permukaan logam. Beberapa neutrino sedang menembus tubuhmu saat membaca tulisan ini. Partikel “phantom” ini diproduksi di dalam inti bintang dan ledakan supernova. Detektor diletakkan di bawah permukaan bumi, di bawah permukaan laut, atau ke dalam bongkahan besar es sebagai bagian dari IceCube , sebuah proyek khusus untuk mendeteksi keberadaan neutrino.

 

Tabrakan Antar Galaksi

Ternyata galaksi pun dapat saling “memakan” satu sama lain. Yang lebih mengejutkan adalah galaksi Andromeda sedang bergerak mendekati galaksi Bima Sakti kita. Gambar di atas merupakan simulasi tabrakan Andromeda dan galaksi kita , yang akan terjadi dalam waktu sekitar 3 milyar tahun

 

Gelombang Gravitasi (Gravity Waves)

Gelombang gravitasi merupakan distorsi struktur ruang-waktu yang diprediksi oleh teori relativitas umum Albert Einstein. Gelombangnya menjalar dalam kecepatan cahaya, tetapi cukup lemah sehingga para ilmuwan berharap dapat mendeteksinya hanya melalui kejadian kosmik kolosal, seperti bersatunya dua black hole. LIGO dan LISA merupakan dua detektor yang didesain untuk mengamati gelombang yang sukar dipahami ini.

 

Ekstrasolar Planet (Exoplanet)

Hingga awal 1990an, kita hanya mengenal planet di tatasurya kita sendiri. Namun, saat ini astronom telah mengidentifikasi lebih dari 200 ekstrasolar planet yang berada di luar tata surya kita. Pencarian bumi kedua tampaknya belum berhasil hingga kini. Para astronom umumnya percaya bahwa dibutuhkan teknologi yang lebih baik untuk menemukan beberapa dunia seperti di bumi.

 

Materi Gelap (Dark Matter)

Para ilmuwan berpendapat bahwa materi gelap ( dark matter ) merupakan penyusun terbesar alam semesta, namun tidak dapat dilihat dan dideteksi secara langsung oleh teknologi saat ini. Kandidatnya bervariasi mulai dari neotrino berat hingga invisible black hole . Jika dark matter benar-benar ada, kita masih harus membutuhkan pengetahuan yang lebih baik tentang gravitasi untuk menjelaskan fenomena ini.

 

Radiasi Kosmik Latarbelakang

Radiasi ini disebut juga Cosmic Microwave Background (CMB) yang merupakan sisa radiasi yang terjadi saat Big Bang melahirkan alam semesta. Pertama kali dideteksi pada dekade 1960 sebagai noise radio yang nampak tersebar di seluruh penjuru alam semesta. CBM dianggap sebagai bukti terpenting dari kebenaran teori Big Bang. Pengukuran yang akurat oleh proyek WMAP menunjukkan bahwa temperatur CMB adalah -455 derajat Fahrenheit (-270 Celsius).

 

Mini Black Hole

Jika teori gravitasi “braneworld” yang baru dan radikal terbukti benar, maka ribuan mini black holes tersebar di tata surya kita, masing-masing berukuran sebesar inti atomik. Tidak seperti black hole pada umumnya, mini black hole ini merupakan sisa peninggalan Big Bang dan mempengaruhi ruang dan waktu dengan cara yang berbeda.

 

Antimateri

Seperti sisi jahat Superman, Bizzaro, partikel (materi normal) juga mempunyai versi yang berlawanan dengan dirinya sendiri yang disebut antimateri. Sebagai contoh, sebuah elektron memiliki muatan negatif, namun antimaterinya positron memiliki muatan positif. Materi dan antimateri akan saling membinasakan ketika mereka bertabrakan dan massa mereka akan dikonversi ke dalam energi melalui persamaan Einstein E=mc2. Beberapa desain pesawat luar angkasa menggabungkan mesin antimateri.

 

Energi Vakum

Fisika Kuantum menjelaskan kepada kita bahwa kebalikan dari penampakan, ruang kosong adalah gelembung buatan dari partikel subatomik “virtual” yang secara konstan diciptakan dan dihancurkan. Partikel-partikel yang menempati tiap sentimeter kubik ruang angkasa dengan energi tertentu, berdasarkan teori relativitas umum, memproduksi gaya antigravitasi yang membuat ruang angkasa semakin mengembang. Sampai sekarang tidak ada yang benar-benar tahu penyebab ekspansi alam semesta.

 

Quasar

Quasar tampak berkilau di tepian alam semesta yang dapat kita lihat. Benda ini melepaskan energi yang setara dengan energi ratusan galaksi yang digabungkan. Bisa jadi quasar merupakan black hole yang sangat besar sekali di dalam jantung galaksi jauh. Gambar ini adalah quasar redshift 6.4

sumber: www.klubsains.com dan www.listverse.com dengan sedikit perubahan

ATOM SEBAGAI PENYUSUN ALAM SEMESTA

Sudah sejak jaman dahulu manusia tertarik kepada benda-benda yang ada di sekeliling mereka. Sejarah perkembangan ilmu

pengetahuan mencatat, bahwa banyak di antara para filsuf Yunani kuno telah berusaha menerangkan materi yang ada di sekitar mereka. Di salah satu sekolah filsafat Yunani kuno misalnya, Empedocles (abad ke-5 SM) mengajarkan bahwa ada empat bahan dasar penyusun alam, yaitu tanah, udara, api, dan air.

Dari Yunani kita juga mengenal adanya konsep dasar tentang atom dari Demokritus (460-370 SM). la menggambarkan atom sebagai materi terkecil yang sedemikian kecilnya sehingga tidak dapat dibagi-bagi lagi. Inilah konsep tentang atom pertama yang tercatat oleh sejarah ilmu pengetahuan. Konsep tersebut lahir murni dari hasil pemikiran, dan bukan merupakan hasil percobaan.

Perkembangan pemikiran manusia tentang atom terus berlanjut, dan hingga kini atom masih tetap menjadi obyek penelitian yang menarik perhatian para ahli fisika. Didukung oleh berbagai hasil penemuan, maka teori tentang atom pun berkembang dari waktu ke waktu.

Sejarah perkembangan ilmu pengetahuan juga mencatat, bahwa teori tentang atom yang didasarkan pada hasil percobaan pertama kali dikemukakan oleh John Dalton (1766-1844). Menurut Dalton, atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Atom-atom suatu unsur semuanya serupa dan tidak dapat berubah menjadi unsur lain. Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsur yang berlainan dapat membentuk molekul. Pada suatu reaksi kimia, atom-atom berpisah tetapi kemudian bergabung lagi dengan susunan yang berbeda dari semula, tetapi massa keseluruhannya tetap. Pada reaksi itu, atom-atom bergabung menurut perbandingan tertentu.

Begitu meyakinkan Dalton dalam mengemukakan teori atom, maka pada saat itu teori atomnya dipakai untuk menerangkan proses-proses dalam reaksi kimia. Penemuan-penemuan dalam bidang kimia pada abad ke-18 telah memperkokoh teori atom Dalton ini, sehingga pada saat itu keberadaan atom dapat dipercaya oleh para ahli, sekalipun mereka belum pernah melihat bentuk dari atom tersebut.

Perkembangan Berikutnya

Penemuan-penemuan baru dalam bidang fisika ternyata mampu membuka cakrawala baru pemahaman atom oleh manusia. Penemuan elektron oleh J.J. Thomson menyebabkan model atom yang dikemukakan Dalton tidak dapat diterima lagi. Dengan gugurnya model atom Dalton ini, Thomson terdorong untuk mengemukakan teori atom baru yang dikemukakannya pada tahun 1904. Thomson melukiskan bahwa atom bukanlah merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi, seperti yang dipahami manusia sebelumnya. Ia melukiskan bahwa atom mempunyai bentuk seperti bola yang muatan positifnya terbagi merata ke seluruh isi atom. Muatan positif itu dinetralkan oleh elektron-elektron bermuatan negatif yang tersebar di antara muatan positif tadi. Teori atom ini diterima secara luas oleh para ilmuwan hingga akhir abad ke-18.

Dalam perjalanan berikutnya, teori atom Thomson inipun akhirnya gugur oleh pengujian yang dilakukan Ernest Rutherford. Pengujian itu dilakukan dengan cara menembaki lempengan emas yang sangat tipis (ketebalan 0,01 mm) dengan partikel alfa. Apabila model atom Thomson itu benar, maka gerakan partikel alfa tidak akan dibelokkan sewaktu menumbuk lempeng emas.

Namun Rutherford ternyata mendapatkan hasil yang lain dari yang diharapkan semula. Partikel alfa yang ditembakkan ke permukaan lempeng emas itu ternyata tidak semuanya mampu menembus lempeng emas secara lurus. Ada beberapa diantaranya dibelokkan dan sebagian lagi dipantulkan kembali.

Dari hasil percobaannya tadi Rutherford akhirnya berkesimpulan bahwa sebagian partikel alfa dipantulkan kembali karena bertumbukan dengan bagian yang sangat keras dari atom, yang selanjutnya oleh Rutherford disebut inti atom. Dengan demikian, model atom Thomson yang menyatakan bahwa massa atom tersebar merata di seluruh isi atom tidak dapat diterima lagi. Dengan gugurnya teori atom Thomson ini, maka pada tahun 1911 Rutherford mengemukakan teori atom baru yang terdiri atas dua

poin. Pertama, atom terdiri dari muatan positif dan negatif dimana semua muatan positif dan sebagian besar masa atom terkumpul pada suatu titik di tengah-tengah bola atom yang disebut inti atom. Kedua, inti atom dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan negatif pada jarak yang relatif jauh dimana elektron-elektron berputar pada lintasan-lintasan seperti planet yang bergerak mengelilingi matahari dalam sistim tata surya.

Penyusun Alam Semesta

Meski model atom Rutherford tadi masih memiliki beberapa kelemahan, namun teori itu dapat memberikan gambaran kasar tentang atom. Model atom seperti inilah yang biasanya diperkenalkan kepada masyarakat awam maupun pelajar pemula. Dan gambaran tadi, paling tidak kita menyadari bahwa pada prinsipnya atom adalah penyusun alam semesta. Atom ada di sekeliling kita. Bahkan tubuh kita sendiri pada prinsipnya tersusun atas atom-atom.

Untuk mengenali lebih lanjut tentang keberadaan atom itu, marilah kita mengambil salah satu contoh yang paling sederhana dalam kehidupan kita sehari-hari. Jika dalam menjalani kehidupan ini manusia membutuhkan air minum, maka dari air minum itu kita dapat menemukan atom. Dari satu gelas air, kita bisa mengambil setetes air. Dalam setetes air itu terdapat bertrilyun-trilyun molekul air. Molekul adalah bagian terkecil dari suatu materi yang masih memiliki sifat dasar materi. Jika segelas air bersifat cair pada suhu ruangan dan tidak berwarna, maka satu molekul airpun masih rnemiliki sifat dasar air, yaitu cair dan tidak berwarna.

Dalam ilmu kimia, air memiliki rumus molekul H2O, yang berarti satu melekul air tersusun atas dua buah atom hidrogen (H) dan satu buah atom oksigen (O). Dalam hal ini atom merupakan bagian terkecil dari suatu materi yang sudah tidak memiliki sifat dasar materi. Atom hidrogen dan oksigen dalam keadaan terpisah (tidak membentuk molekul air) berada dalam bentuk gas pada temperatur ruangan.

Dari gambaran sederhana di atas mudah-mudahan pembaca mengerti apa sebenarnya atom itu. Atom tidak lain adalah bagian terkecil penyusun alam semesta ini. Materi pengisi jagad raya ini tersusun atas berbagai jenis atom yang saling berikatan, sehingga membentuk molekul yang selanjutnya menghasilkan benda-benda seperti batu, kayu, air, udara, besi, tanah, hingga tubuh manusia dan sebagainya.