Materi yang Terkandung dalam Udara

Setiap saat kita bernafas dengan menghirup udara di sekitar kita, tanpa udara kita tidak akan bisa bernafas. Udara adalah campuran gas yang mengelilingi bumi dan membentuk atmosfer bumi. Udara tidak terlihat dan hambar, dan secara normal tidak memiliki bau. Udara memiliki berat, dapat diperluas atau dikompresi, dan pada temperatur yang sangat rendah dapat berubah menjadi cairan atau padat. Udara bergerak yang disebut dengan angin, memiliki kekuatan yang cukup untuk menggerakkan kincir angin dan mendorong kapal layar, angin kencang seperti badai dan tornado mampu menumbangkan pohon-pohon dan menghancurkan bangunan. Udara memiliki sifat lebih mirip air daripada benda padat, tapi lebih bebas.

Komposisi Udara
Udara sebenarnya adalah campuran variabel, yang sebagian besar terdiri dari nitrogen (sekitar 78 persen berdasarkan volume) dan oksigen (sekitar 21 persen berdasarkan volume). Udara juga mengandung argon, karbondioksida, uap air, neon, helium, metana, kripton, dan ozon.
Oksigen di udara sangat penting untuk semua makhluk baik manusia, hewan dan tanaman. Melalui proses yang disebut respirasi, manusia, hewan dan tumbuhan mengambil oksigen, menggunakannya untuk memperoleh energi dari makanan, dan melepaskan karbondioksida. Karbondioksida di udara dibutuhkan oleh tanaman untuk proses fotosintesis, yaitu proses dimana mereka menggunakan sinar matahari untuk membuat makanan. Selama fotosintesis, tanaman melepaskan oksigen ke atmosfer. Inilah siklus dasar perputaran udara antara oksigen dan karbondioksida.
Bentuk karbondioksida hanya sekitar 0,03 persen dari udara dari seluruh volume. Karbondioksida dihasilkan tidak hanya oleh respirasi hewan dan tumbuhan tetapi juga oleh pembakaran dan pembusukan bahan organik.

Kadar uap air di udara diukur sebagai kelembaban. Kelembaban sangat bervariasi dipengaruhi oleh kondisi di permukaan bumi.
Udara biasanya berisi berbagai partikel padat kecil, seperti debu vulkanik, serbuk sari, spora jamur dan ganggang, bakteri, dan lain-lain. Partikel debu di udara dapat dilihat pada sinar matahari yang menembus ke dalam ruangan yang gelap. Hamburan debu dan partikel lainnya di udara menyebabkan cahaya matahari mewarnai langit saat matahari terbit dan juga matahari terbenam di sore hari. Warna kebiruan langit yang cerah di siang hari disebabkan oleh hamburan cahaya matahari oleh molekul gas yang membentuk udara.
Kontaminasi udara dengan kotoran yang dipancarkan dari pembakaran dan kendaraan bermotor telah menciptakan masalah serius terutama di wilayah perkotaan dan kawasan industri.

Kepadatan dan Tekanan Udara
Kepadatan udara terbesar (terberat) berada pada tingkat setara atau di bawah permukaan laut. Di permukaan laut, densitas udara adalah sekitar 1,3 kg/m3). Berat atmosfer menyebabkan udara di permukaan laut mengerahkan tekanan rata-rata 7,5 kg/inch2 (101.3 kPa) ke segala arah. Tekanan ini disebut satu atmosfer. Pada peta cuaca, tekanan udara biasanya ditunjukkan dalam satuan milibar atau disingkat mb, satu atmosfer sama dengan 1.013 milibar. Tekanan udara akan menurun seiring dengan ketinggian. Misalnya pada ketinggian 20.000 kaki (6.100 m) tekanan udara rata-rata adalah 3,5 kg/inch2 (47 kPa). Tekanan udara diukur dengan suatu alat yang dinamakan Barometer.
Sebuah balon akan naik ketika diisi dengan helium atau gas lain yang lebih ringan (kurang padat) dari udara di sekitarnya. Burung dan pesawat terbang, yang lebih berat daripada udara, terbang di udara dengan cara menggerakkan sayap. Ketika sayap bergerak melalui udara akan mengalami gaya ke atas karena tekanan yang diberikan oleh udara yang lewat sayap kurang dari tekanan yang diberikan oleh udara yang lewat di bawah sayap.

Bentuk Khusus dari Udara

Udara Terkompresi
Ketika udara dikompresi, yaitu dipaksa masuk ke dalam ruang yang lebih kecil daripada ukuran tekanan biasa akan memberikan tekanan yang luas luar biasa. Tekanan ini digunakan untuk menggerakkan mesin piston yang dioperasikan seperti alat keling dan penghancur batu. Selain itu juga digunakan untuk mengoperasikan mesin lain yang bekerja berdasarkan sistem kompresi udara.

Udara Cair
Udara cair adalah substansi yang tampak pucat kebiruan dengan suhu dingin. Densitasnya adalah sekitar 9/10 dari udara. Untuk mencairkan udara, pertama proses kompresi, sehingga meningkatkan suhu. Selanjutnya, panas dipindahkan dari udara dengan melewatkannya melalui pipa dingin. Udara didinginkan kemudian dibiarkan berkembang. Seiring dengan udara yang mengembang, suhunya semakin menurun menyebabkan sejumlah udara mencairkan.
Nitrogen, oksigen, argon, neon, kripton, dan xenon yang diproduksi secara komersial oleh distilasi fraksional dari udara cair. Proses ini, yang dikembangkan oleh fisikawan Jerman Carl von Linde pada tahun 1895, tergantung pada fakta bahwa gas yang membentuk udara memiliki titik didih yang berbeda. Udara cair juga digunakan sebagai refrigeran dan digunakan dalam penyelidikan ilmiah suhu rendah.

Bagikan Artikel ini