KONSEP KAPILARITAS PADA TUMBUHAN
Oleh: Dr. Ir. Vina Serevina, M.M., Sy. Filda Azzara, Fisika Dasar, UNJ 2021
Salah satu penerapan fisika yaitu mengenai aplikasi tekanan dalam kehidupan sehari - hari tentu tidak lepas dari pengaplikasiannya pada manusia. Seperti diketahui, pada makhluk hidup kita mengenal adanya tekanan seperti tekanan darah pada manusia, pengangkutan air pada tumbuhan, dan daya kapilaritas pada batang.
Tak seperti manusia, tumbuhan tidak memiliki sistem pemompa seperti jantung yang akan mengirimkan darah ke seluruh bagian tubuh. Lalu, bagaimana caranya tumbuhan mengirim air dari akar ke bagian tumbuhan yang lebih tinggi ? . Pohon yang sering sekali kita lihat lama - kelamaan tumbuh menjulang tinggi dan membesar. Salah satu sebab pohon tersebut dapat tumbuh karena adanya asupan makanan dan nutrisi. Cara untuk membuat makanan bagi tumbuhan yaitu dengan cara berfotosintesis.
Fotosintesis merupakan proses pembuatan makanan yang memerlukan cahaya matahari yang dilakukan tumbuhan, hasil dari proses fotosintesis berupa glukosa dan oksigen. Fotosintesis terjadi di daun tepatnya di kloroplas. Bahan yang digunakan untuk berfotosintesis adalah H2O atau air dan karbondioksida. Sebelum air sampai pada daun, air berada di tanah dalam hal ini pembuluh yang berperan aktif dalam mengangkut air sampai ke daun adalah xilem. Bagaimana xilem dapat melawan gaya gravitasi yang sangat kuat? ada dasarnya, pengangkutan air pada tumbuhan dapat terjadi karena adanya peristiwa kapilaritas.
Kapilaritas adalah gejala naik atau turunnya cairan di dalam pipa kapiler atau pipa kecil. Kapilaritas disebabkan oleh interaksi molekul-molekul di dalam zat cair. Jika salah satu ujung pipa kapiler dimasukkan dalam bejana air, maka tinggi air pada pipa kapiler akan lebih tinggi dari tinggi air di bejana. Contoh kapilaritas yaitu menyebabnya air yang menetes di ujung kain, Minyak tanah naik melalui sumbu kompor, Air meresap ke atas tembok, Menyebarnya tinta di permukaan kertas, Naiknya air melalui akar pada tumbuhan. Dalam pembahasan kali ini, kita akan mengenali lebih jauh mengenai kapilaritas pada tumbuhan
Lalu bagaimana cara kerja kapilaritas pada tumbuhan? Tujuan dari artikel ini adalah untuk mengetahui cara kerja kapilaritas pada tumbuhan. Pada tumbuhan, air pada batang akan lebih tinggi dari air yang ada di tanah. Di dalam zat cair molekul-molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan kohesi. Gaya kohesi adalah tarik menarik antara molekul - molekul di dalam suatu zat cair sedangkan gaya adhesi adalah tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis, yaitu bahan wadah di mana zat cair berada.
Apabila adhesi lebih besar dari kohesi seperti pada air dengan permukaan gelas, air akan berinteraksi kuat dengan permukaan gelas sehingga air membasahi kaca dan juga permukaan atas cairan akan melengkung (cekung). Keadaan ini dapat menyebabkan cairan dapat naik ke atas oleh tegangan permukaan yang arahnya keatas sampai batas keseimbangan gaya ke atas dengan gaya berat cairan tercapai. Jadi air dapat naik keatas dalam suatu pipa kecil yang biasa disebut pipa kapiler. Jadi, kapilaritas sangat tergantung pada kohesi dan adhesi. Air naik dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan adhesi sedangkan raksa turun dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan kohesi.
Inilah yang terjadi pada proses pengangkutan pada tumbuhan. Tanaman menggunakan aksi kapiler untuk membawa air akar dan sampai batang ke seluruh tanaman. Molekul-molekul air (cairan) tertarik ke molekul bagian dalam batang (padat). Atraksi ini digunakan untuk membantu memaksa air dari tanah dan menyebar ke seluruh tanaman. Ada tiga gaya yang terlibat dengan proses kapilaritas. Mari kita membahas mereka:
- Adhesi adalah proses melampirkan satu hal ke hal lain. Untuk tanaman, adhesi memungkinkan air untuk menempel pada jaringan organik tanaman.
- Kohesi membuat molekul dari substansi yang sama bersama-sama. Untuk tanaman, kohesi membuat molekul air bersama-sama.
- Tegangan permukaan adalah efek tarik antar molekul yang menyebabkan cairan untuk membentuk lapisan atas atau luar yang berperilaku seperti semacam film tipis. Tegangan permukaan bertanggung jawab atas bentuk tetes air dan untuk memegang struktur bersama saat tanaman menyerap air.
Pembuluh xilem yang terdapat pada batang dan akar tumbuhan dianggap sebagai pipa kapiler. Air akan naik melalui pembuluh kayu (xilem) sebagai akibat dari gaya adhesi antara dinding pembuluh kayu dengan molekul air.
