BAB 1 PENDAHULUAN PENDAHULUAN Kajian mengenai biofisika lingkungan
BAB 1 PENDAHULUAN
PENDAHULUAN ► Kajian mengenai biofisika lingkungan berkaitan pada transfer energi dan massa antara organisme hidup dengan lingkungannya. ►Perkembangan terakhir dalam biofisika lingkungan secara garis besar terbagi dalam dua area: menggunakan permodelan matematika untuk mendapatkan kuantitas transfer massa dan energi dan menggunakan prinsip kekekalan (konservasi) untuk menganalisis kendungan massa dan energi dari organisme hidup.
PENDAHULUAN ♣ Lingkungan Mikro ► Rumah, tempat tidur, mobil, atap sebuah bangunan, dahan pohon, sarang binatang adalah contoh dari lingkungan mikro. ►Variabel lingkungan yang dibutuhkan adalah temperatur, kelembaban udara, densitas fluks energi radiasi, angin, oksigen dan konsentrasi CO 2, temperatur dan konduktivitas termal dari substrat (lantai, tanah, dll), dan distribusi spektral radiasi.
PENDAHULUAN ♣ Perubahan Energi ► Energi dapat diubah menjadi energi kimia, energi kalor, energi radiasi, atau energi mekanik. ►“Panas” matahari (perubahan radiatif) atau lantai “dingin” (konduksi), angin “beku” (konveksi), atau “kepekatan” kelembaban (kehilangan kalor laten). ► Total energi yang terkandung pada suatu sistem sebanding pada total energi kinetik molekulnya.
Thermal Radiation + Solar Radiation Precip Latent Heat + Runoff + Drainage + Water Storage + Sensible Heat + Net Plant Storage Photosynthesis = Net Radiation + Soil Respiration + Carbon Storage Net CO 2 Flux Gambar 1. 1. Skema gambaran yang saling berhubungan dari air (ditulis miring), karbon (bergaris bawah), radiasi (huruf normal) dan energi (dicetak tebal) yang mengatur di dalam biosfer.
PENDAHULUAN ♣ Model, Heterogenitas, dan Skala ► Dalam biofisika lingkungan, kita mengenal bahan-bahan alam seperti tanah, lapisan-lapisan batu, campuran vegetasi, dan daging binatang. Bahan ini diinginkan heterogen, tidak murni.
PENDAHULUAN ►Tanah adalah medium heterogen.
PENDAHULUAN ♣ Aplikasi ► Iklim yang disukai, kemampuan untuk bertahan, dan keperluan makan tiap rumah tangga dan hewan liar dapat juga dipertimbangkan. ►. Adaptasi tumbuhan dalam sistem alam dapat di mengerti dan jenis tumbuhan optimum dan kondisi pertumbuhannya dalam pertanian dan kehutanan dapat dipilih sebagai aplikasi yang pantas dari prinsip tersebut.
PENDAHULUAN ♣ Satuan ► Tetapan satuan dalam sistem Internasional (SI) adalah meter (m) untuk panjang, kilogram (kg) untuk massa, detik (s) untuk waktu, kelvin (K) untuk temperatur termodinamika, dan mol (mol) untuk substansi kuantitas. ►. Adaptasi tumbuhan dalam sistem alam dapat di mengerti dan jenis tumbuhan optimum dan kondisi pertumbuhannya dalam pertanian dan kehutanan dapat dipilih sebagai aplikasi yang pantas dari prinsip tersebut.
Table. 1. 1. Examples of derived SI units and their symbols Quantity Area Volume Velocity Density Force Pressure-force/area Energy Chemical potential Power Concentration Mol flux density Heat flux density Specific heat Name ― ― Newton Pascal Joule ― Watt ― ― Symbol SI base units ― ― N Pa J ― W ― ― m 2 m 3 m s-1 kg m-3 m kg s-2 kg m-1 s-2 m 2 kg s-3 mol m-2 s-1 kg s-3 m 2 s-2 K-1 Derived units ― ― ― N m-2 Nm J kg-1 J s-1 ― ― W m-2 J kg-1 K-1
PENDAHULUAN Contoh 1. 1. Kandungan energi dari hal yang umum dalam sarapan sereal adalah. Ubahlah harga ini ke dalam satuan SI. Solusi. Tabel A. 4 memberikan konversi, jadi:
PENDAHULUAN Contoh 1. 2. Bab 2 memberikan suatu rumus untuk menghitung kedalaman kelembaban fluktuasi suhu dalam tanah Dengan dimana adalah difusivitas termal tanah dan adalah frekuensi angular dari fluktuasi suhu di permukaan. Gambar 8. 4 menunjukkan difusivitas khusus untuk tanah adalah sekitar. Carilah kedalaman gasnya.
PENDAHULUAN Solusi. Frekuensi angular adalah dimana P adalah periode fluktuasi suhu. Untuk variasi diurnal, periodenya adalah 1 hari (lihat bab 2 dan 8 untuk lebih jelasnya) sehingga Mengkonversi dan ke satuan SI, menjadi
PENDAHULUAN Contoh 1. 3. Satuan untuk potensial air adalah (lihat Bab 4). Komponen gravitasi suatu potensial air dihitung dari , dimana g adalah percepatan grvitasi (9, 8 m/s 2) dan z adalah tinggi (m) diatas bidang awan. Samakan satuan pada kedua sisi persamaan.
PENDAHULUAN Solusi. Catatan dari table 1. 1 bahwa satuan dasar untuk Joule adalah kg m 2/s 2. Sehingga Satuan untuk hasilnya, gz adalah sama dengan satuan untuk ψ.
Table. 1. 2. Accepted SI prefixed and symbols for multiples and submultiples of units Multiplication Factor Prefix Symbol 1 000 000 000 = 1018 1 000 000 000 = 1015 1 000 000 = 1012 1 000 000 = 109 1 000 = 106 1 000 = 103 100 = 102 10 = 101 0. 1 = 10 -1 0. 01 = 10 -2 0. 001 = 10 -3 0. 000 001 = 10 -6 0. 000 001 = 10 -9 0. 000 000 001 = 10 -12 0. 000 000 001 = 10 -15 0. 000 000 000 001= 10 -18 exa peta tera giga mega kilo hecto deka deci centi milli micro nano pico femto atto E P T G M k h da d c m μ n p f a
- Slides: 16