Tuliskan konsep tekanan yang terjadi pada organ tumbuhan

Tekanan osmotik dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari - Apa itu tekanan osmotik? Apakah tekanan osmotik bisa di aplikasikan dalam kehidupan sehari-hari? Apakah kalian penasaran? Untuk mengetahui nya, yuk simak artikel ini hingga tuntas!

A. Tekanan Osmotik

Tekanan osmotik adalah tekanan yang dibutuhkan untuk mempertahankan kesetimbangan osmotik antara suatu larutan dan pelarut murninya yang dipisahkan oleh suatu membran semipermeabel yang dapat ditembus hanya oleh pelarut tersebut.

Dengan kata lain, tekanan osmotik adalah tekanan yang diperlukan untuk menghentikan osmosis.

Osmosis terjadi ketika dua larutan dengan konsentrasi pelarut yang berbeda dipisahkan menggunakan sebuah membran.

Molekul pelarut kemudian melewati membran semipermeabel dari larutan dengan konsentrasi rendah ke larutan yang lebih pekat. Perpindahan ini akan terus terjadi hingga tercapainya kesetimbangan.

Jadi secara umum, pengertian tekanan ini adalah suatu larutan sama dapat berupa tekanan hidrostatis yang terbentuk dalam larutan atau tekanan luar yang diberikan pada larutan untuk menghentikan proses osmosis.

Penghitungan teori

Adapun teori dan perhitungan nya adalah sebagai berikut :

Nilai π dari suatu larutan dapat dihitung menggunakan persamaan van’t Hoff, yang identik dengan hukum gas ideal.

π V     = nRT

π     = (n/V) R T

π     = M R T

dengan:

 π = tekanan osmotik (atm atau Pa)

V     = volume larutan (L atau dm³)

n     = mol zat terlarut (mol)

T     = suhu

R     = 0,082 L atm / mol K = 8,314 m³ Pa / mol K

B. Pengaplikasiannya dalam kehidupan sehari-hari

Berikut ini beberapa aplikasi tekanan osmosis dalam kehidupan sehari-hari:

1. Pembuatan teh celup

Saat kita memasukkan tek celup ke air panas, air akan masuk melalui membran sachet teh. Lalu akan terpentuk larutan pekat teh. Larutan ini memiliki konsentrasi teh terlarut yang tinggi. Sementara air di luar sachet teh memiliki konsentrasi teh rendah. Perlahan larutan teh akan berpindah dari dalam sachet ke seluruh cangkir atau teko tempat air dan membentuh larutan teh dengan konsentrasi yang merata melalui osmosis.

2. Cuci darah (dialisis)

Cuci darah adalah terapi yang harus dilakukan penderita gagal ginjal. Akibat rusajnya ginjal, darah tidak bisa dibersihkan dari kotoran dan dapat menyebabkan kerusakan organ hingga kematian. Karena itu darah hatus dicuci menggunakan mesin dialisis. Pada proses ini darah akan dialirkan ke saluran mesin melalui membran semi permeabel. Lewat membran ini, kotoran di darah yang berkonsentrasi tinggi akan berpindah lewat membran dialisis keluar dari darah, sehingga darah bisa menjadi bersih.

3. Penyerapan air oleh akar tumbuhan

Konsentrasi air di tanah lebih tinggi dari di dalam akar tunbuhan. Akibatnya akan timbul tekanan osmotik dan air akan masuk terserap ileh akan. Di dalam akar, air dan zat terlarut di dalamnya akan dibawa naik melalui pembuluh kayu (xylem), sehingga sampai ke daun. Di daun air dan zat hara ini digunakan untuk fotosintesi yang menghasilkan makanan bagi tanaman.

4. Pengusir siput, cacing dan lintah

Hewan seperti siput, cacing dan lintah memiliki kulit yang dapat dilalui dengan mudah oleh air. Akibatnya, ketika kulit berada dalam kondisi kondisi kadar air rendah, misalnya saat terkena garam, air dari dalam sel-sel tubuh akan keluar melalui osmosis. Ini dapat membunuh siput, cacing dan lintah ini. Fenomena ini dimanfaatkan untuk mengusir dan menghalau siput, cacing dan lintah dengan menggunakan garam dapur.

Di atas merupakan pengertian ap aitu tekanan osmotk dan contoh pegaplikasian tekanan tersebut dalam kehidupan sehari-hari.***

Sumber referensi : https://www.ruangguru.com/blog/apa-itu-tekanan-osmotik 

(Penulis : Kamilla Bilqis, Pelajar SMA Indocement)

“Pernahkah kamu memperhatikan mesin hidrolik pada tempat pencucian mobil? Mesin tersebut digunakan untuk memudahkan pencuci mobil untuk membersihkan mobil bagian bawah. Kalau diperhatikan keren ya, terdapat satu pilar kecil yang mampu mengangkat mobil yang memiliki berat mencapai 1 ton atau 1000 kg. Bagaimana mesin ini dapat bekerja?” “Ayo… kita cari tahu bersama.”

A. Bunyi Hukum Pascal

“Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar.”

Blaise Pascal

Dongkrak hidrolik terdiri atas dua tabung utama yang saling berhubungan dan memiliki diameter berbeda ukuran. Masing-masing tabung ini ditutup dan kemudian diisi dengan fluida. Saat gaya diberikan pada tabung berdiameter lebih kecil, maka tekanan akan disebar secara merata ke segala arah, termasuk ke tempat diletakkannya mobil. Fluida tersbeut memberikan gaya dorong terhadap tabung berdiameter besar sehingga menimbulkan kekuatan untuk mengangkat mobil.

Cara kerja ini memang sangat memudahkan para mekanik untuk mencuci, memperbaiki maupun mengganti komponen kendaraan khususnya mobil. Dongkrak hidrolik umumnya juga bisa digunakan pada industri perkapalan, pabrik besar, pembangunan jembatan, dan lainnya. Dongkrak hidrolik ini dapat digunakan untuk membantu mengangkat benda berat agar lebih menghemat tenaga manusia.

B. Persamaan Hukum Pascal

C. Penerapan Hukum Pascal dalam Kehidupan Sehari-hari

Apakah kamu pernah mencermati, penerapan Hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari? Selain dongkrak hidrolik yang sudah dijelaskan sebelumnya, masih ada rem hidrolik dan kempa.

• Pada rem hidrolik, penyalur rem menggunakan cairan yang memiliki ketahanan tinggi. Ketika pedal rem ditekan, tekanan itu akan diteruskan ke akuator rem dengan besar yang sesuai gaya tekan pengguna terhadap pedal rem.
• Kempa adalah mesin pengepres kapas. Cara kerjanya dengan menekan pengisap kecil, maka pengisap besar akan bergerak mendorong kapas hingga kapas menjadi mampat.

“Apakah kamu pernah menikmati pemandangan dengan balon udara? Atau ingin mencoba? Di Indonesia ada tempat wisatanya lho… Terletak di Ciwidey Bandung, Taman Mini Indonesia Indah (TMII) Jakarta, Nglegok Blitar, di Hot Air Balloon Bali, dan lain-lain. Kira-kira kamu tahu gak kenapa balon udara sebesar itu bisa terbang? Ayo kita cari tahu bersama”

A. Pengertian Tekanan Zat Gas

Balon udara dapat terbang karena massa jenis total dari balon udara lebih rendah daripada massa jenis udara di sekitarnya. Massa jenis balon udara dikendalikan oleh perubahan temperatur pada udara dalam balon. Seorang pilot mengontrol temperatur udara dalam balon dengan menggunakan pembakar yang ada di bawah lubang balon. Ketika bara api dari pembakar memanaskan udara dalam balon, berat balon menjadi lebih kecil dari gaya ke atas sehingga balon akan bergerak ke atas (perlu diingat bahwa udara panas lebih ringan daripada udara dingin). Jika ingin turun, pemanasan balon dikurangi atau dihentikan sehingga suhu udara dalam balon menurun. Gaya ke atas pada balon udara sama dengan udara dingin yang dipindahkan balon tersebut (Hukum Archimedes).

Pada keadaan setimbang, gaya-gaya yang bekerja pada balon udara memenuhi persamaan:

Pada hukum Archimedes, kita telah mengenal persamaan gaya ke atas, pada balon udara dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

Massa beban yang dapat diangkat oleh balon udara dapat dirumuskan dengan persamaan berikut.

“Kira-kira alat apa saja ya yang digunakan untuk mengukur tekanan udara (gas) pada ruang tertutup?”

1. Manometer Raksa Terbuka

Manometer raksa ini berbentuk huruf U yang kedua ujungnya terbuka. Sesuai dengan namanya, salah satu ujung tabung selalu dihubungkan dengan udara luar supaya tekanannya sama dengan tekanan atmosfer (terbuka). Sementara ujung lainnya dihubungkan dengan ruangan yang akan diukur tekanannya. Tekanan gas dapat dihitung dengan rumus berikut.

Manometer raksa tertutup memiliki salah satu ujung dari tabungnya yang ditutup. Prinsip kerjanya sama dengan manometer raksa terbuka. Tekanan gas dapat dihitung dengan rumus berikut.

3. Manometer Raksa Bourdon

Manometer yang satu ini terbuat dari logam dan digunakan untuk mengukur tekanan udara (berupa uap) yang sangat tinggi. Seperti uap pada pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) dan memeriksa tekanan udara dalam ban kendaraan. Untuk mengetahui nilai tekanan gas pada manometer ini tidak perlu menggunakan rumus lho. Cukup dengan memperhatikan jarum yang ditunjukkan oleh manometer Bourdon yang menunjukkan nilai tekanan udara dari uap tersebut.

“Konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari tidak hanya terdapat pada benda tak hidup disekitar kita lho. Tahukah kamu jika konsep tekanan juga terdapat pada proses pernapasan dan peredaran darah manusia? lalu tahukah kamu bahwa konsep tekanan juga ada pada pengangkutan air dan pengangkutan nutrisi pada tumbuhan? Ayo kita cari tahu bersama”

Saat menarik napas (inspirasi) mengalami ciri-ciri:

• Diafragma otot antar tulang rusuk kontraksi
• Rongga dada membesar dan paru-paru meluas
• Tekanan dalam paru-paru turun menjadi 758 mmHg
• Inspirasi berlangsung

Saat mengeluarkan napas (ekspirasi) mengalami ciri-ciri:

• Diafragma otot antar tulang rusuk relaksasi
• Rongga dada dan paru-paru mengecil
• Tekanan dalam paru bertambah menjadi 763 mmHg
• Ekspirasi berlangsung

Bagaimana penerapan prinsip tekanan gas pada sistem pernapasan manusia?

Prinsip tekanan gas juga ada pada diri kita lho, pada sistem pernapasan dan sistem peredaran darah manusia misalnya. Di dalam paru-paru, tepatnya di alveolus terjadi pertukaran antara oksigen dan karbondioksida. Setiap menit paru-paru dapat menyerap sekitar 250 mL oksigen (O2) dan mengeluarkan 200 mL karbon dioksida (CO2). Proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi secara difusi. Artinya, proses perpindahan zat terlarut dari daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan parsial tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan parsial yang rendah. Tekanan parsial adalah tekanan yan diberikan oleh gas tertentu dalam campuran gas tersbeut. Tekanan parsial pada proses pernapasan ini adalah oksigen dan karbon dioksida di dalam darah. Coba cermati gambar difusi gas pada proses pernapasan dan sirkulasi darah berikut!

Ilustrasi sistem peredaran darah dalam tubuh manusia. Sumber: (www.upi.edu)

Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial oksigen (PO2) dan tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) bervariasi pada setiap organ. Darah yang masuk ke paru-paru melalui arteri pulmonalis memiliki (PO2) lebih rendah daripada udara di dalam alveoli, namun memiliki (PCO2) yang lebih tinggi daripada udara di dalam alveoli. Alveoli adalah istilah jamak dari alveolus. Pada saat darah memasuki kapiler alveoli, CO2 yang terkandung dalam darah berdifusi menuju alveoli dan O2 yang terkandung dalam udara di alveoli berdifusi ke dalam darah. Akibatnya, tekanan parsial oksigen dalam darah menjadi naik (banyak mengandung oksigen) dan tekanan parsial karbon dioksida dalam darah menjadi turun (sedikit mengandung karbondioksida).

Darah selanjutnya menuju jantung untuk dipompa ke seluruh bagian tubuh. Saat darah tiba di jaringan tubuh, kandungan karbon dioksida dalam jaringan tubuh lebih besar daripada kandungan karbon dioksida di dalam darah, sehingga karbon dioksida dalam jaringan tubuh mengalami difusi ke dalam darah. Setelah melepas oksigen dan membawa karbon dioksida dari jaringan tubuh, darah kembali menuju jantung dan dipompa lagi ke paru-paru.

B. Tekanan Darah pada Sistem Peredaran Darah Manusia

“Tahukan kamu bahwa tekanan pada pembuluh darah memiliki prinsip kerja seperti Hukum Pascal? Kok bisa?”

Pada saat jantung memompa darah, darah akan mendapatkan dorongan sehingga mengalir melalui pembuluh darah. Saat mengalir dalam pembuluh darah, darah memberikan dorongan pada dinding pembuluh darah yang disebut dengan tekanan darah. Agar tekanan darah tetap terjaga, maka pembuluh darah harus diisi penuh oleh darah. Bila terjadi kehilangan darah akibat kecelakaan atau penyakit, tekanan darah dapat hilang, sehingga darah tidak dapat mengalir menuju sel-sel di seluruh tubuh. Akibatnya, sel-sel tubuh akan mati karena tidak mendapatkan pasokan oksigen dan nutrisi. Sesuai dengan bunyi hukum Pascal, tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Oleh karena itu tekanan darah yang berada pada bagian aorta, akan sama dengan tekanan yang ada pada arteri atau pembuluh nadi yang ada di lengan atas atau di bagian tubuh yang lainnya.

C. Proses Pengangkutan Nutrisi pada Tumbuhan

“Tahukah kamu, bahwa tumbuhan memiliki jaringan yang bertugas khusus untuk mengangkut nutrisi pada tumbuhan? kira- kira apa ya namanya? dan bagaimana proses pengangkutan air dan nutrisi pada tumbuhan?” Xilem adalah jaringan pengangkut yang bertugas untuk mengangkut air dan mineral dari akar menuju bagian batang dan daun. Floem adalah jaringan pengangkut yang bertugas untuk mengangkut dari daun menuju seluruh bagian tumbuhan.

Proses pengangkutan air pada tumbuhan secara berurutan melalui tahapan berikut (Champbell, 2008).

• Air diserap oleh rambut-rambut akar.
• Air masuk ke sel epidermis melalui proses osmosis.
• Air akan melalui korteks.
• Air melalui endodermis dan perisikel.
• Air masuk ke jaringan xilem yang berada di akar.
• Air bergerak ke xilem batang dan ke xilem daun.

Ilustrasi pengangkutan air pada tumbuhan. Sumber: (Kemendikbud, 2017)

Naiknya air dari akar ke bagian tumbuhan yang lebih tinggi disebabkan oleh beberapa faktor yaitu tekanan akar, kapilaritas batang, dan daya isap daun.

• Tekanan akar adalah pergerakan air secara osmosis dari sel ke sel pada akar menimbulkan suatu tekanan. Osmosis adalah gerakan air dari larutan yang kurang pekat ke larutan yang lebih pekat melalui selaput semipermeabel. Tekanan akar akan mendorong air sehingga naik ke pembuluh kayu di batang. Tekanan akar tampak pada sebagian besar tumbuhan, tapi hal ini terjadi jika tanah lembab dan bila kelembaban udara tinggi artinya ketika transpirasi sedang sangat rendah. Tetesan air akan terlihat keluar dari bukaan (hidatoda) pada ujung atau tepi daun rerumputan atau daun arbei. Fenomena itu disebut gutasi. Jika tumbuhan ditempatkan pada kondisi atmosfer yang kering, di tanah yang berkelembapan rendah atau sekaligus dalam kedua keadaan tersebut, maka tekanan akar tidak muncul sebab air dalam batangnya berada di bawah tegangan bukan di bawah tekanan.
• Daya kapilaritas batang memiliki prinsip yang sama pada pipa kapiler, namun pada batang tumbuhan diameternya sangat kecil. Apabila salah satu ujung pipa kapiler dimasukkan ke dalam air, air yang berada pada pipa tersebut akan lebih tinggi daripada air yang berada di sekitar pipa kapiler. Begitu pula pada batang tanaman, air yang berada pada batang tanaman akan lebih tinggi apabila dibandingkan dengan air yang berada pada tanah. Selain itu daya kapilaritas batang dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi dan adhesi. Kohesi merupakan kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang sejenis. Adhesi adalah kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang tidak sejenis. Molekul air membentuk ikatan yang lemah dengan dinding pembuluh melalui gaya ahesi. Ikatan antara satu molekul air dengan molekul air lainnya dibentuk melalui gaya kohesi.
• Daya isap daun adalah penggunaan air oleh bagian daun yang menyebabkan terjadinya tarikan terhadap air yang berada pada bagian xilem sehingga air yang ada pada akar dapat naik ke daun.

Proses pengangkutan nutrisi pada tumbuhan secara berurutan melalui tahapan berikut.

• Gula dimuat ke dalam floem secara transpor aktif.
• Air masuk ke dalam floem secara osmosis.
• Gula dialirkan dari sugar source ke sugar sink.
• Air melalui proses osmosis kembali ke xilem.
• Semua bagian tumbuhan memerlukan nutrisi agar kebutuhan nutrisi di setiap bagian tumbuhan, maka dibutuhkan proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis berupa gula dan asam amino ke seluruh tumbuhan.
• Turunnya nutrisi dari daun ke bagian bawah tumbuhan menggunakan prinsip aliran tekanan atau massa yaitu gula dialirkan dari lokasi dengan konsentrasi gula tinggi ke rendah.

TELUSUR, TULIS DAN TERANGKAN

• Setelah selesai membaca tentang hukum Pascal, tekanan zat gas, dan aplikasi tekanan pada makhluk hidup. Ayo kita coba amati sekitar kita dan temukan contoh penerapan lainnya tentang materi ini dan permasalahan yang terjadi lalu ceritakanlah dalam bentuk paragraf (latar belakang).
• Selanjutnya buatlah pertanyaan-pertanyaan dari permasalahan yang kamu temukan pada poin 1.
• Buatlah tujuan yang ingin kamu capai dan menjawab pertanyaan kamu pada poin 2.
• Latar belakang, rumusan masalah, dan tujuan pembelajaran ditulis pada buku latihan ya dan dikumpul ke gurumu pada pertemuan pertama saat membahas materi ini ya..