Temperatur Efektif

Pada kicauan saya tanggal 25 November yang lalu, saya menyinggung tentang temperatur efektif (effective temperature, ET). Konsep ini juga, meski tidak saya sebutkan eksplisit, bagian dari tulisan saya “Hujan Es, Bagaimana Mungkin” dan “Selamat Datang Hujan“.

Saya hendak bahas sedikit lebih jauh tentang temperatur efektif ini.

Bercerita tentang temperatur efektif mengingatkan saya pada dua dosen saya waktu kuliah S1. Tulisan ini saya dedikasikan untuk beliau-beliau, Pak Soegianto dan Pak Wisnu.

Temperatur efektif adalah efek kombinasi dari temperatur yang terbaca oleh termometer, kelembaban, dan kecepatan angin. Ketiga besaran ini memberikan sensasi hangat atau dingin pada kulit kita dan kemudian diterjemahkan oleh otak apakah suasana udara nyaman atau tidak nyaman.

Bagaimana cara menentukan temperatur efektif ini?

Saya ingat sekali konsep temperatur efektif ini saya dapatkan saat mengambil kuliah Analisis Termal, kuliah tingkat 3 di Fisika Teknik ITB. Konsep yang sama kemudian dipakai di kuliah pilihan Fisika Bangunan di tingkat 4.

Profesor Soegijanto, dosen Fisika Bangunan kami saat itu (tahun 2000) dan juga pembimbing tugas akhir saya, memberi contoh yang masih saya ingat sampai sekarang. Di pantai, temperatur mutlak tinggi tapi angin bertiup kencang. Jika kita berteduh di bawah bayangan pohon, misalnya, temperatur efektif yang dirasakan tubuh kita sekitar 25°C, sebuah angka yang sangat nyaman bagi tubuh kita.

Sebaliknya, bisa saja kita ada di sebuah ruang ber-ac dengan temperatur mutlak 25°C. Tapi kelembaban di ruang tersebut tinggi dan tidak ada angin yang berhembus. Maka tubuh kita merasa tidak nyaman, kegerahan.

Pak Wisnu, dosen Analisis Termal kami saat itu (tahun 1999), sebelumnya menjelaskan bagaimana cara memperkirakan temperatur efektif.

Ada sebuah kurva yang memberikan hubungan antara temperatur dan kelembaban. Pak Wisnu menyebutnya kurva sepatu karena mirip sepatu. Saya dapatkan contoh kurva itu dari situs  Dr. Apple L. S. Chan (kurva berwarna, tapi tidak sedetil ini juga ada di situs  Federal Aviation Administration USA).

ETchart.png
Kurva sepatu untuk memperkirakan temperatur efektif.

Sumbu-x adalah temperatur operatif (T), praktisnya adalah temperatur yang terbaca oleh termometer kita. Sumbu-y adalah tekanan uap air.

Wet-bulb temperature (Tw) terkait dengan temperatur yang dirasakan kulit kita dalam keadaan lembab dan dikenai oleh angin. Faktor kecepatan angin tadi masuk pada perhitungan wet-bulb temperatur ini.

Angka 10% dan 20% di bagian kanan kurva adalah kelembaban relatif (relative humidity, RH). Garis kurva di atas 20% menunjukkan RH 30%, kemudian di atasnya lagi 40% dan seterusnya.

RH mendeskripsikan jumlah uap air sebenarnya di udara pada temperatur T dibandingkan dengan jumlah uap air maksimum di udara pada temperatur T tersebut. Jumlah uap air maksimum di udara ini disebut dengan uap air saturasi.

Misalnya, pada temperatur 20°C, jumlah uap air maksimum adalah 17,3 g/m3. Tapi, jumlah uap air di udara saat itu hanyalah 10 g/m3. Maka, RH adalah 10/17,3 x 100%, yaitu 57,8%.

Temperatur Efektif diberikan oleh garis putus-putus.

Nah, cara membaca kurva sepatu itu begini.

Misalnya termometer menunjukkan 35°C, RH adalah 30%, dan Tw adalah 20°C. Berapa temperatur efektif?

Pertama kita tarik garis bermula pada T = 35°C menuju garis RH = 30% (panah merah pada gambar). Lalu, belok ke kiri menuju Tw = 20°C (panah biru). Kita dapatkan temperatur efektif sekitar 31°C.

Apakah ini nyaman bagi tubuh kita?

Tentu tidak.

Kurva sepatu juga memberikan petunjuk daerah nyaman, yaitu daerah yang diarsir. Kondisi T = 35°C, RH = 30%, dan Tw= 20°C tidak termasuk dalam daerah terarsir.

Ada dua kondisi nyaman di dalam kurva sepatu tersebut, satu untuk musim dingin dan yang lain untuk musim panas.

Kondisi T = 35°C, RH = 30%, dan Tw= 15°C memberikan kenyamanan pada musim panas, tapi tidak musim dingin.  Supaya nyaman di musim dingin, RH harus dinaikkan menjadi 50%.

Begitulah…

PS: Maaf Pak Wisnu. Bapak dulu pernah menyarankan untuk segera melupakan ilmu ini supaya menghemat kapasitas otak. Tapi ternyata justru karena nasihat itu, konsep ini termasuk yang paling lama melekat di otak saya, hahaha.

Author: febdian RUSYDI

a physicists, a faculty, a blogger.

1 thought on “Temperatur Efektif”

  1. Selamat malam, Pak. Saya ingin bertanya, apakah urutan pencarian temperatur efektif harus selalu seperti dibawah ini:
    1. Menarik garis dari T = 35°C menuju garis RH = 30% (panah merah pada gambar).
    2. “Belok ke kiri” menuju Tw = 20°C (panah biru).
    3. Didapatkan temperatur efektif sekitar 31°C.

    karena jika urutannya diubah misalkan dari T = 35°C menuju garis TW = 20°C, maka terdapat 2 kemungkinan selanjutnya untuk mempersinggungkannya dengan kurva RH = 30%, yakni ke serong kiri-atas ataupun atas.

    Selanjutnya saya juga menemukan besaran T (dry temperature) tidak diperlukan untuk menemukan temperatur efektif, sebab dengan diketahui RH dan Tw, kita bisa mendapatkan persinggungannya yang mana dapat menunjukan besara temperatur efektifnya.

Leave a Reply