Perlindungan dan Pelestarian Sumber Air

Makhluk hidup yang ada di bumi ini tidak dapat terlepas dari kebutuhan akan air, karena air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan di bumi ini. Air nilainya begitu berarti bagi manusia. Sekitar 70% berat badan manusia terdiri dari air. Darah mengandung 80% air, tulang 25%, urat syaraf 75%, ginjal 80%, hati 70%, otot 75%. Manusia akan mati bilamana kehilangan sekitar 15% dari berat badanya. Manusia boleh menahan lapar untuk jangka waktu lama tetapi tidak dapat menahan haus (dahaga) untuk beberapa jam karena dapat menyebapkan dehidrasi dan berakibat fatal.

Manusia mendapatkan air dari beberapa sumber air yang tersebar di bumi, seperti air hujan, air permukaan (waduk, danau, sungai, empang, telaga, kali, parit,dll), dan air tanah (sumur bor).

Melihat peran dan fungsi air yang begitu vital bagi manusia, tentu kita tidak mengharapkan sumber-sumber air dari segi kuantitas debitnya mengalami penurunan, dan dari segi kualitas mengalami penurunan karena telah tercemar limbah, serta dari segi kontinuitas airnya tidak tersedia secara berkesinambungan, dalam artian di musim penghujan ada air sementara di musim panas airnya tidak ada sama sekali (kering).

Namun, kenyataannya pembangunan yang dilakukan manusia selain memberi dampak positif juga memberi dampak negatif. Ditakutkan dampak-dampak negatif yang timbul akibat adanya kegiatan pembangunan akan mempengaruhi kelangsungan suatu sumber air. Misalnya, aktivitas perambahan hutan di kawasan sekitar mata air akan berdampak pada penurunan debit (kuantitas), limbah industri dan domestik yang tidak dikelola dengan baik akan mencemari air tanah, polusi udara yang tinggi di kawasan perkotaan mengakibatkan hujan asam,dll.

Menyadari adanya dampak-dampak negatif yang timbul dari aktivitas pembangunan yang akan mempengaruhi kelangsungan sumber air, maka dipandang perlu untuk melakukan upaya perlindungan dan pelestarian sumber air. Upaya-upaya perlindungan sumber air ditunjukan untuk melindungi dan melestarikan sumber air beserta lingkungan keberadaannya terhadap kerusakan atau gangguan yang disebapkan oleh daya alam, termasuk kekeringan yang disebapkan oleh manusia. Upaya-upaya tersebut dijelaskan dalam bagan (chart) di bawah ini :

Perlindungan dan pelestarian sumber air dapat dilaksanakan secara vegetatif maupun teknis. Cara vegetatif misalnya, melakukan penanaman vegetasi di sekitar daerah tangkapan air atau daerah sempadan sumber air, pembuatan lubang biopori untuk resapan air. Cara teknis misalnya, membangun bangunan pengendali sedimen (check dam), perkuatan tebing sumber air (memasang talud/bronjongan). Usaha perlindungan dan pelestarian sumber air yang dilakukan secara vegetatif dan teknis diharapkan harus memperhatikan kondisi budaya, sosial, dan ekonomi masyarakat setempat.

Upaya perlindungan dan pelestarian sumber air dijadikan dasar dalam penatagunaan lahan. Kawasan-kawasan sumber air dipetakan dan dimasukan dalam arahan penatagunaan lahan (arahan sempadan), untuk dijadikan pedoman bagi pelaku pembangunan atau pihak-pihak yang hendak membangun di kawasan sekitar sumber air, sehingga fungsi sumber air tidak terganggu.

Contohnya, di daerah perbukitan terdapat beberapa mata air yang merupakan sumber air bagi masyarakat, sementara lahan di sekitar mata air tersebut akan dibangun kawasan hunian penduduk (perumahan). Sebelum dibangun jarak dari mata air ke lokasi pembangunan itu harus dilihat baik, dimana dalam Keppres No 32 Tahun 1990 disebutkan bahwa, kriteria kawasan sekitar mata air adalah sekuarang-kurangnya dengan jari-jari 200 meter di sekitar mata air. Jika jarak kurang dari 200 meter maka, pembangunan harus dihentikan karena ditakutkan akan menggangu fungsi mata air. Bukan hanya itu, sebelum melakukan pembangunan developer harus melewati tahapan perizinan pembangunan (instrumen hukum) seperti yang tertera dalam UU No 32/2009 (UU PPLH), meliputi Kajian Lingkungan Hidup Strategis (KLHS) yang kaitannya dengan RTRW setempat, Amdal, izin lingkungan, izin lokasi, hinder ordonantie (HO) atau izin gangguan, pembuangan air limbah dan IMB.

Contoh lainnya, pembangunan di kawasan perkotaan yang padat harus memperhatikan daerah resapan guna mengurangi limpasan permukaan. Jangan seluruh arealnya dipenuhi beton (hutan beton), harus ada proporsi yang seimbang antara kawasan hijau dan non hijau. Daerah resapan ini merupakan tempat meresapnya (lubang masuk) air hujan kedalam lajur freatik yang nantinya akan digunakan sebagai sumber air bawah tanah (sumur bor).

Selain itu, pemakaian air bawah tanah (ABT) sebagai sumber air di wilayah perkotaan juga harus dikendalikan, dimana pengisian (recharge) air melalui pori-pori tanah harus sebanding dengan pemakaian (penyedotan). pemakaian secara ekspolitatif harus dihindari, karena bisa berdampak pada amblesnya tanah (subsidence) akibat adanya ruang kosong (space) dalam lapisan tanah. Subsidence dapat menggangu ketahanan pondasi bangunan.

Perlindungan dan pelestarian sumber air merupakan tanggung jawab semua pihak. Sumber daya air bak dua sisi mata uang yang berbeda, di satu sisi jika kita mengelola sumber daya yang diberikan Tuhan Yang Maha Esa ini dengan bijak, tentu kita mendapat manfaat yang akan dirasakan secara berkesinambungan. Sedangkan di sisi lain, jika kita salah mengelola sumber daya air tentu kita akan menuai malapetaka, seperti bencana banjir, tanah longsor, kekeringan, dll. (*)

Sumber :

Undang-undang Republik Indonesia Nomor 7 Tahun 2004 tentang Sumber Daya Air

Syarat Kualitas Air Minum

Beberapa waktu yang lalu kita pernah membahas mengenai kualitas air tanah, dimana dari segi tampilan fisik air tanah terlihat bening (kecuali air tanah di daerah rawa/gambut yang warnanya agak kekuning-kuningan sampai agak kecoklatan). Air tanah telah melalui proses purifikasi secara alamiah ketika berperkolasi ke dalam tanah, sehingga kualitasnya lebih baik dari air permukaan. Pertanyaannya, apakah air tanah yang dari segi fisik terlihat bersih (bening) dapat langsung kita minum ? Tentu tidak, harus dimasak (diolah terlebih dahulu). Air yang dari segi fisik bersih (bening), belum tentu bisa langsung diminum. Tapi air minum haruslah bersih (bening).

Next, penulis ingin bertanya kepada kalian, apakah air bersih sama dengan air minum ? Yups, tidak. Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Sedangkan air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Sederhananya, air yang bersih sudah memenuhi salah satu syarat untuk bisa diminum yakni tidak berwarna atau bening, tapi tidak untuk syarat lainnya, karena kemungkinan masih ada bakteri yang terkandung didalamnya. Oleh karena itu, air bersih harus dimasak (direbus sampai mendidih/100⁰C), guna membunuh bakteri yang bersifat patogen. Jika telah dimasak (diolah), maka air bersih statusnya meningkat menjadi air minum.

Air minum harus memenuhi syarat-syarat kesehatan, atau paling tidak mendekati. Adapun syarat-syarat tersebut sebagai berikut :

1. Syarat fisik

Air yang sebaiknya dipergunakan untuk minum ialah air yang tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, jernih dengan suhu sebaiknya di bawah suhu udara sedemikian rupa sehingga menimbulkan rasa nyaman.

2. Syarat bakteriologis

Secara teoritis semua air minum hendaknya dapat terhindar dari kemungkinan dengan bakteri didalamnya, terutama yang bersifat patogen. Namun dalam kehidupan sehari-hari, amat sukar untuk menentukan apakah air tersebut benar-benar suci hama atau tidak. Karena itulah, untuk mengukur apakah air minum bebas dari bakteri atau tidak, pegangan yang dipakai ialah E. Coli. Tergantung cara pemeriksaan yang dilakukan, jumlah E. Coli yang masih dibenarkan terdapat dalam sumber air minum bermacam-macam. Pada pemeriksaan air minum dengan memakai prosedur Membrane Filter Technque, 90% dari contoh air yang diperiksa selama 1 bulan, harus bebas dari E.Coli. Sedangkan yang mengandung E.Coli, jumlah kuman tidak boleh lebih dari 3 untuk setiap 50 cc air, tidak boleh dari 4 untuk setiap 100 cc air, tidak boleh lebih dari 7 untuk setiap 200 cc air, serta tidak boleh lebih dari 13 untuk setiap 500 cc air. Apabila terjadi penyimpangan dari ketentuan tersebut, maka air dianggap tidak memenuhi syarat dan perlu penyelidikan lebih lanjut sebelum digunakan.

3. Syarat kimia

Air minum yang baik ialah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat-zat kimia ataupun mineral, tarutama oleh zat-zat ataupun mineral yang berbahaya bagi kesehatan. Sangat diharapkan zat atau bahan kimia yang terdapat di dalam air minum, tidak sampai menimbulkan kerusakan pada tempat penyimpanan air (korosi,misalnya), sebaliknya zat ataupun bahan kimia dan atau mineral yang dibutuhkan oleh tubuh, hendaknya harus terdapat dalam kadar yang sewajarnya dalam sumber air minum tersebut.

Syarat-syarat diatas dijelaskan secara spesifik dalam Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990 Tanggal : 3 September 1990, pada bagian lampiran I. Kalian bisa lihat tabelnya dibawah ini :

So, pembahasan kita mengenai syarat air minum kira-kira demikian. Nanti kita akan bahas pokok bahasan menarik lainnya di waktu yang akan datang (*)

Sumber Pustaka

-   Bahan ajar kesehatan lingkungan dan demografi

-   Permenkes  Nomor 416 Tahun 1990 Tentang Syarat-syarat Dan Pengawasan Kualitas Air

Kualitas Air Tanah

Beberapa diantara kalian mungkin menggunakan air tanah (sumur) sebagai sumber air di rumah guna keperluan mandi, mencuci, minum, masak,dll, entah digunakan sebagai sumber air utama atau hanya sebagai sumber air alternatif dikala sumber air utama tidak berfungsi. Air tanah sendiri merupakan air hujan yang meresap ke dalam tanah dan berada dalam lajur freatik.

Apakah dari segi kualitas air tanah aman dan layak untuk dikonsumsi oleh manusia ? Jika dibandingkan dengan air permukaan, air tanah sedikit lebih jernih (murni) karena telah melalui proses penjernihan ketika berperkolasi ke dalam tanah. Air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu dilakukan proses purifikasi atau penjernihan karena telah melalui proses filtrasi secara alamiah selama peresapannya ke dalam tanah.

Karakteristik kualitas air tanah dipengaruhi oleh gerakan ke bawah dari air pada daerah imbuhan (perkolasi) dan gerakan lateral melalui akuifernya (aliran bawah). Efektif atau tidaknya proses penjernihan itu dipengaruhi oleh kedalaman tanah diatas muka air tanah (water table), jenis tanah dan konsentrasi bahan pencemar di dalam air yang berperkolasi. Jika muka air tanahnya relatif dalam atau tanahnya kurang berpori proses penjernihan akan lebih bagus, dan imbuhan akuifernya akan terhindar dari bahan-bahan organik yang bisa menurunkan kualitas air tanah. Namun jika muka air tanahnya dangkal serta tanahnya berpori, gas-gas terlarut, nitrat, sulfat, senyawa organik yang terlarut dan garam yang terlarut dapat masuk ke dalam sistem air tanah.

Selain itu, sistem pembuangan limbah padat domestik dan industri yang apabila tidak dikelola dengan baik dapat juga masuk kedalam sistem air tanah, dimana bahan kimia dan gas-gas hasil pembusukan dengan konsentrasi tinggi akan hanyut masuk melalui pori-pori tanah dan akan sampai kedalam lajur freatik sehingga dapat menurunkan kualitas dan mutu air tanah (tercemar). Air tanah di kawasan pertanian juga sangat rawan tercemar apabila sisa pestisida (residu) masuk melalui pori-pori tanah dan meresap sampai ke dalam lajur freatik.

Bukan hanya itu, ketika berperkolasi air tanah juga melarutkan mineral yang terkandung dalam lapisan tanah dan batuan, sehingga kadar mineral dalam air tanah menjadi tinggi. Batuan yang mudah terlarut dapat menambahkan mineral terlarut secara mencolok, khususnya kalsium bikarbonat ( Ca(HCO₃)₂ ), magnesium bikarbonat ( Mg(HCO₃)₂ ), kalsium sulfat (CaSO₄), magnesium sulfat (MgSO₄). Mineral-mineral ini sesungguhnya tidak berbahaya bagi kesehatan, asalkan tidak melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan seperti yang tertera dalam Permenkes Nomor 416 Tahun 1990 tentang Standar Kualitas Air Bersih dan Air Minum. (*)

Sumber Pustaka :

 -    Linsley JR. RK., et. all., 1982, Hidrologi untuk Insinyur, McGraw-Hill, Inc./ Ir. Yandy Hermawan (alih bahasa)/Penerbit Aerlangga, 1996

 -         Bahan ajar kesehatan lingkungan dan demografi

Jenis-jenis Akuifer

Seperti yang telah kalian ketahui di pembahasan sebelumnya mengenai pergerakan air tanah, bahwa formasi geologis yang mengandung air dan memindahkannya dari satu titik ke titik lain dalam jumlah yang mencukupi untuk pengembangan ekonomi (kuantitasnya mencukupi) disebut dengan lapisan pembawa air atau akuifer. Formasi ini bersifat permeable, baik yang terkonsolidasi (lempung, misalnya) maupun yang tidak terkonsolidasi (pasir) dengan kondisi jenuh air dan mempunyai satuan besaran konduktivitas hidraulik (K) sehingga dapat membawa air.

Nah, kali ini kita akan melihat atau mempelajari jenis-jenis akuifer. Pengertian dari masing-masing jenis akuifer tertera sebagai berikut :

a        Akuifer tertekan/terbatas (confined aquifer) adalah akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya merupakan akuiklud (kedap air) dan tekanan airnya lebih besar dari tekanan atmosfir. Pada lapisan pembatasnya tidak ada air yang mengalir (no flux).

b        Akuifer semi tertekan (semi confined/leaky akuifer) adalah akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan yang berupa aquitard (semi kedap air) dan lapisan bawahnya merupakan akuiklud. Pada lapisan pembatas di bagian atasnya karena bersifat aquitard masih ada air yang mengalir ke akuifer tersebut (influx), walaupun hidraulik konduktivitasnya jauh lebih kecil dibandingkan hidraulik konduktivitas akuifer. Tekanan airnya pada akuifer lebih besar dari tekanan atmosfir.

c       Akuifer semi tertekan (semi confined/leaky akuifer) adalah akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan yang berupa aquitard (semi kedap air) dan lapisan bawahnya merupakan akuiklud. Pada lapisan pembatas di bagian atasnya karena bersifat aquitard masih ada air yang mengalir ke akuifer tersebut (influx) walaupun hidraulik konduktivitasnya jauh lebih kecil dibandingkan hidraulik konduktivitas akuifer. Tekanan airnya pada akuifer lebih besar dari tekanan atmosfir.

d        Akuifer tak tertekan (unconfined aquifer) adalah akuifer jenuh air (saturated). Lapisan pembatas di bagian bawahnya merupakan akuiklud. Pada bagian atasnya ada lapisan pembatas yang mempunyai konduktivitas hidraulik lebih kecil dari pada konduktivitas hidraulik dari akuifer. Akuifer ini juga mempunyai muka air tanah yang terletak pada lapisan pembatas tersebut. 

e  Akuifer arteis (artesian aquifer) adalah confined aquifer di mana ketinggian hidrauliknya (potentiometric surface) lebih tinggi dari muka tanah. Oleh karena itu, apabila pada ukuifer ini dilakukan pengeboran maka akan timbul pancaran air (spring), karena air yang keluar dari pengeboran ini berusaha mencapai ketinggian hidraulik tersebut.

So, pembahasan kita kali ini mengenai jenis-jenis akuifer kira-kira demikian. Nanti kita akan bahas topik menarik lainnya di waktu dan kesempatan yang akan datang (*)

Sumber Pustaka :

Kondoatie RJ & Sjarief Roestam.,2008, Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu, Penerbit ANDI, Yogyakarta

Persamaan-persamaan Dasar dalam Fluida Bergerak (Part VI/Habis)

 Kehilangan Energi dan Tinggi Tekan

Bro and sist, di pembahasan sebelumnya penulis telah membahas mengenai persamaan kontinuitas, momentum, bernoulli, persamaan energi (euler), dan juga hubungan antara persamaan energi dan hukum termodinamika dan kali ini kita akan lanjut membahas kehilangan energi dan tinggi tekan.

Seperti yang kalian telah ketahui, viskositas adalah sifat fluida yang menyebapkan tegangan geser di dalam fluida yang bergerak. Viskositas juga merupakan situasi dimana ketakmampubalikan atau kerugian berkembang.

HGL dan EGL

Suatu zat cair yang mengalir dalam suatu bidang batas seperti melalui pipa akan mengalami tegangan geser dan kemiringan kecepatan (gradien kecepatan) pada seluruh medan aliran akibat kekekantalan. Tegangan geser tersebut akan mengakibatkan kehilangan energi selama pengaliran. Kehilangan energi ini disebut dengan kehilangan energi primer yang ditulis dengan h_f.

Bagaimana bisa kita mengetahui satu titik dengan titik lainnya (pipa) terjadi kehilangan energi dan tekanan, caranya yakni dibantu dengan garis khayal HGL (hydraulic grade line) dan EGL (energy grade line). Garis kemiringan hidraulik (garis kemiringan tekanan) atau HGL adalah garis yang menunjukan tinggi tekanan (pressure head) sepanjang pipa. Di dalam pipa dengan penampang seragam, tinggi kecepatan adalah konstan dan garis kemiringan enersi adalah sejajar dengan garis kemiringan tekanan (EGL // HGL).  Sedangkan garis gradien energi (EGL) adalah garis yang menghubungkan sederetan titik-titik yang menggambarkan energi tersedia untuk tiap titik sepanjang pipa sebagai ordinat, yang digambar terhadap jarak sepanjang pipa sebagai absis.

Kalian bisa lihat garis HGL dan EGL pada penampang pipa 1 dan 2 di bawah ini yang merupakan persamaan Bernoulli yang memperhitungkan kehilangan  energi (h_f) :

Dalam aliran takmampumampat stedi (ajeg) di dalam pipa, ketakmampubalikan dinyatakan dalam kerugian tinggi-tekan atau jatuh (droop) pada garis gradien hidrolik. Kerugian atau ketakmampubalikan menyebapkan garis ini menurun dalam arah aliran. Untuk perhitungan aliran dalam pipa umumnya dipakai persamaan Darcy-Weisbach ;

h_f ialah kerugian tinggi-tekan, atau jatuh garis gradien hidrolik, dalam panjang pipa L, yang mempunyai garis tengah dalam D dan kecepatan rata-rata V, sedangkan f merupakan faktor gesekan (tanpa dimensi).

Tinggi tekan karena penyempitan dan pembesaran mendadak

Kerugian tinggi tekan sebanding dengan kuadrat kecepatan. Jika pembesaran mendadak tersebut adalah dari pipa ke reservoar, D1/D2 = 0 dan kerugiannya menjadi V21, dimana seluruh energi kinetik dalam aliran diubah menjadi energi panas. Kerugian tinggi tekan yang disebapkan oleh pembesaran mendadak  (termasuk gesekan pipa sepanjang pembesaran), telah diteliti oleh Gibson dan rumusannya sebagai berikut :

C_c itu merupakan koefisien penyempitan, untuk air telah ditentukan oleh Weisbach.

Untuk kerugian tinggi tekan dalam pipa dapat disimpulkan sebagai berikut :

1        Kerugian tinggi-tekan berbanding lurus dengan panjang pipa.

2        Kerugian tinggi-tekan hampir sebanding dengan kuadrat kecepatan.

3        Kerugian tinggi-tekan hampir berbanding terbalik dengan garis tengah.

4        Kerugian tinggi-tekan bergantung pada kekasaran permukaan dinding pipa sebelah dalam.

5        Kerugian tinggi-tekan bergantung pada sifat-sifat fluida kerapatan dan viskositas.

6        Kerugian tinggi-tekan tidak bergantung pada tekanan.

Well, pembahasan kita tentang kehilangan energi dan tinggi tekan kira-kira seperti itu. Pembahasan kita kali ini merupakan pokok bahasan terakhir tentang persamaan-persamaan dasar dalam fluida bergerak. Persamaan-persamaan dasar yang dibahas dalam blog ini hanya secara garis besar mengingat ruang di blog yang terbatas. Selanjutnya, kalian bisa cari dan baca buku-buku yang terkait dengan pokok bahasan kita seperti mekanika fluida, hidraulika, drainase ataupun buku-buku yang terkait dengan sumber daya air supaya bisa lebih paham (*)

SUMBER PUSTAKA

1. Streeter L.V dan Wylie E.B., Mekanika Fluida Jilid I & II, McGraw-Hill,Inc.,1985.

2. Buku Ajar Hidraulika 

Persamaan-persamaan Dasar dalam Fluida Bergerak (Part V)

Hubungan Persamaan Energi dan Hukum Termodinamika

Guys, kali ini kita akan melanjutkan pembahasan kita mengenai Persamaan-persamaan Dasar dalam Fluida Bergerak yakni, Hubungan Persamaan Energi dan Hukum Termodinamika.

Pada pembahasan sebelumnya kita telah belajar mengenai persamaan energi, dimana penulis sempat membahas mengenai persamaan energi untuk fluida nyata. Fluida nyata sendiri merupakan keadaan dimana kerugian atau ketakmampubalikan diperhitungkan. Gesekan dan viskositas serta turbulensi mengakibatkan energi tersedia dalam fluida diubah menjadi energi panas.

Nah, pembahasan kita kali ini lebih terfokus pada proses pengubahan energi tersedia menjadi energi panas. Jika fokus kita pada energi dan panas (kalor), pasti hal itu terkait dengan Hukum Termodinamika. Oleh karena itu, kali ini kita akan melihat hubungan antara persamaan energi dengan hukum termodinamika. Termodinamika bukan sesuatu hal yang baru, karena kita pernah mempelajarinya secara khusus pada mata pelajaran fisika di bangku SMA.

Kalian tentu sudah tahu bahwa pada kasus fluida nyata ketakmampubalikan atau kerugian diperhitungkan. Jika ada ketakmampubalikan (ireversibel), pasti ada lawannya yakni kemampubalikan (reversibel). Kalau ketakmampubalikan bisa disamakan dengan kerugian, maka kemampubalikan bisa disamakan dengan untung (sesuatu yang berguna).

Dalam ilmu termodinamika pasti Anda sudah tahu defenisi dari sistem dan lingkungan. Yups, sistem adalah kumpulan benda-benda yang kita perhatikan. Sedangkan lingkungan adalah semua yang ada di sekitar benda. Sederhananya, rumah kalian adalah sistem, sedangkan rumah-rumah lain serta pepohonan maupun fasilitas publik yang berada di sekitar rumah kalian adalah lingkungan.

Fluida (sistem) yang bergerak itu melalui suatu proses yang bisa diartikan sebagai serangkaian keadaan-keadaan yang dilalui sistem, seperti perubahan kecepatan, ketinggian, tekanan, kerapatan, suhu, dll. Biasanya, proses itu mengakibatkan perubahan bagi lingkungan. Misalnya fluida yang viskos dan turbulensi bergesekan dengan dinding pipa sehingga menimbulkan panas. Coba Anda mengambil dua buah batu, lalu gesekan satu sama lain secara berulang, pasti permukaan batu terasa hangat. Jika  batu kuarsit yang kalian gesekan bisa timbul percikan api. 

Ketika membahas persamaan Euler, dimana diasumsikan fluida tanpa gesekan sehingga dikatakan mampubalik. Bila suatu proses dilakukan pada suatu benda dan dapat kembali ke keadaan semula itu disebut mampubalik. Sederhananya, karet yang ketika kita tarik merenggang dan akan kembali ke bentuk semula ketika dilepas.

Pada persamaan Bernoulli, semua kerugian itu diabaikan, semua sukunya adalah suku-suku energi tersedia atau suku-suku energi mekanik, sehingga masing-masing dapat melakukan kerja yang disebapkan oleh energi potensial, energi kinetik dan tekanan. Walaupun ada perbedaan elevasi antara titik 1 dan titik 2 fluida dapat mengalir karena energi total tadi (energi mekanik). Antara titik 1 dan 2 suku-suku energinya konstan. Perubahan energi keseluruhannya adalah nol. Jadi, Energi sistem tetap. Persamaan Bernoulli merupakan kemampubalikan, dalam artian tidak ada energi yang hilang.

Apabila suatu sistem mengalami perubahan dan kembali ke keadaan awal, perubahan energi keseluruhannya adalah nol. Jadi energi sistem adalah tetap. Inilah bunyi hukum Pertama Termodinamika yang juga merupakan Hukum Kekekalan Energi, “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.”

            ∆U = U2 – U1 = Q – W

Q positif : jika memperoleh kalor

Q Negatif : jika kehilangan kalor

W positif : jika usaha dilakukan oleh sistem

W negatif : jika usaha dilakukan pada sistem

Jika kita membahas proses nyata atau fluida nyata sesungguhnya merupakan ketakmampubalikan, yang merupakan perubahan energi tersedia menjadi energi panas. Ketakmampubalikan sering disebut dengan kerja hilang (losses work) atau berkurangnya kemampuan untuk melakukan usaha. Mengapa berkurang ? Karena sebagian energi tersedia telah diubah menjadi energi panas. Energi adalah kemampuan melakukan kerja, jika energi berkurang kemampuan melakukan kerja berkurang. Sederhananya kalau kita tidak makan, badan kita loyo dan kerja pun tidak maksimal.

Keterkaitan Persamaan Energi dengan Termodinamika ?

Inti pembahasan kita adalah perubahan energi tersedia menjadi energi panas dan apabila dikaitkan dengan hukum pertama termodinamika maka ini berbicara mengenai memperoleh atau tidak memperoleh kalor (kehilangan kalor). Apakah sistem melakukan kerja atau tidak.

-          Hubungan persamaan energi keadaan stedy dengan Termodinamika

Karena ini alirannya stedy (ajeg) yang mana kecepatan v di suatu titik adalah konstan terhadap waktu, maka akan memudahkan jika kita persamaan dengan massa per sekon yang mengalir melalui sistem p₁A₁v₁ = p₂A₂v₂

Qh sendiri ialah panas yang ditambahkan (diberikan) per massa satuan fluida, mengalir dan ialah kerja per massa satuan fluida yang mengalir.

-          Hubungan persamaan Euler dengan Termodinamika

Persamaan Euler diasumsikan fluida tanpa gesekan, dimana jumlah ketiga suku energi adalah sama dengan nol. Maka ketiga suku terakhir itu merupakan hukum pertama termodinamika untuk suatu sistem, sehingga :

-          Entropi (mampubalik)

Entropi adalah suatu ukuran banyaknya energi atau kalor yang tidak dapat diubah menjadi usaha. Entropi ini juga termasuk sifat fluida. Untuk aliran mampubalik entropi s per massa satuan didefenisikan dengan :

Disini T adalah suhu mutlak. Entropi sendiri adalah suatu sifat fluida.

Hubungan Persamaan Energi dengan Termodinamika (kerugian)

Persamaan ini menyatakan secara tidak langsung bahwa selama berlangsungnya proses takmampubalik sebagian energi tersedia dalam aliran fluida diubah menjadi energi panas melalui gesekan viskos atau turbulensi. Persamaan ini sebenarnya sama dengan persamaan Euler, cuma ditambahkan suku kerugian dalam bentuk yang terintegrasi.

Kira-kira seperti itulah pembahasan kita kali ini mengenai Hubungan Persamaan Energi dan Hukum Termodinamika. Nanti kita akan lanjutkan membahas kerugian (losses) di kesempatan yang lain dan mungkin itu merupakan bagian yang terakhir dalam pokok bahasan mengenai persamaan-persamaan dasar dalam fluida bergerak. (*)

BERSAMBUNG ............................................