Tabla de Contenidos
Mari kita bicara tentang gelembung, tahukah Anda sebenarnya gelembung apa yang Anda lihat dalam panci berisi air mendidih? Beberapa orang mengira itu adalah udara, karena banyak gelembung yang kita ketahui, seperti gelembung sabun, sebenarnya berisi udara. Yang lain berpikir bahwa itu adalah hidrogen atau oksigen yang keluar sebagai akibat dari perubahan kimia dalam sifat air ketika mendidih.
Tapi tidak satu pun dari asumsi ini yang benar. Saat air dituangkan ke dalam panci dan mulai memanas, gelembung terlihat di sisi panci. Gelembung-gelembung ini sebenarnya adalah udara. Sebagian besar air mengandung udara terlarut. Saat Anda mulai memanaskan air, udara terlarut ini keluar dari air. Namun, gelembung-gelembung ini bukanlah yang diasosiasikan dengan air mendidih.
Apa yang terjadi ketika air mendidih
Ketika air mendidih, ia mengalami perubahan fisik, bukan perubahan kimia. Molekul air tidak terpecah menjadi hidrogen dan oksigen, melainkan ikatan polar antara molekul air terputus, memungkinkan mereka mencapai titik didihnya dan secara fisik berubah dari cairan menjadi gas.
Anda mungkin sudah tahu bahwa air terdiri dari tiga bentuk: padat, cair, dan gas. Kita mengenal bentuk padat sebagai es. Bentuk cairnya tentu saja air yang kita minum. Bentuk gasnya adalah uap air. Uap air ada di sekitar kita, di udara, hampir sepanjang waktu. Kami hanya tidak bisa melihatnya.
Untuk mengubah cairan menjadi gas dengan cara mendidih, cairan harus dipanaskan hingga tekanan uapnya sama dengan tekanan atmosfer. Dalam kasus air, ini terjadi pada sekitar 100°C. Oleh karena itu, titik didih air dianggap 100°C. Namun, titik didih air sebenarnya bisa lebih tinggi atau lebih rendah tergantung pada sejumlah faktor, antara lain ketinggian, tekanan atmosfer, dan keberadaan bahan kimia lain di dalam air.
Saat air mendidih, energi panas ditransfer ke molekul air, yang mulai bergerak lebih cepat. Pada akhirnya, molekul memiliki terlalu banyak energi kinetik untuk tetap bersatu sebagai cairan. Selanjutnya, molekul gas uap air terbentuk. Ini mengapung di permukaan dalam bentuk gelembung dan bergerak di udara.
Alih-alih menjadi udara, gelembung dalam panci berisi air mendidih terbuat dari air, hanya air dalam bentuk gas. Apa yang tampak seperti panci berisi air dan udara sebenarnya adalah panci berisi air saja, meskipun dalam dua keadaan fisik yang berbeda.
Bisakah cairan mendidih tanpa membuat gelembung?
Bayangkan sebuah permukaan yang dirancang khusus untuk memungkinkan cairan mendidih tanpa gelembung. Kedengarannya kontradiktif, dan memang demikian adanya. Tetapi pertimbangkan hal berikut.
Saat kita menaruh setetes air di atas wajan yang sangat panas, air akan menyebar dan membutuhkan waktu sekitar satu menit untuk menguap. Pada kontak pertama, permukaan panas menguapkan sebagian tetesan, menciptakan lapisan penyekat uap antara tetesan dan permukaan panas. Ini sangat mirip dengan apa yang terjadi di ruang udara dari jendela berlapis ganda. Lapisan uap ini hanya dapat dipertahankan jika permukaan panas berada di atas yang disebut titik Leidenfrost.
Lapisan uap Leidenfrost juga berperan penting dalam perebusan dan pendinginan. Jika, alih-alih tetesan kecil air di panci panas, kita memiliki ketel panas berisi air, lapisan uap Leidenfrost akan runtuh saat ketel mendingin di bawah suhu Leidenfrost. Ini menghasilkan ledakan gelembung uap ketika air bersentuhan langsung dengan permukaan (yang masih) panas.
Penjelasan singkat tentang efek Leidenfrost
Pada tahun 1756, Johann Gottlob Leidenfrost mengamati bahwa tetesan air meluncur dari panci yang cukup panas karena pengangkatan lapisan uap air. Film-film ini hanya stabil ketika permukaan panas berada di atas suhu kritis, dan merupakan fenomena sentral dari pendidihan.
Dalam apa yang disebut rezim Leidenfrost ini, konduktivitas termal yang rendah dari lapisan uap mencegah perpindahan panas antara permukaan panas dan cairan. Ketika suhu permukaan pendingin turun di bawah suhu kritis, film uap runtuh dan sistem memasuki rezim didih nukleat. Hal ini dapat menyebabkan ledakan uap yang sangat merusak dalam beberapa konteks, seperti pembangkit listrik tenaga nuklir.
Di sisi lain, keberadaan film uap ini juga dapat mengurangi resistensi cair-padat.
Sumber
- Connor, N. (2019). Apa itu efek Leidenfrost ? Titik Leidenfrost: definisi.
- Dominguez, M. (sf). Perubahan fisika dan perubahan kimia .
- Kimia.adalah (sf). titik didih .
- Sanchez, G. (2015). Keadaan agregasi materi .
- Valdivielso, A. (sf). Apa itu penguapan air ?
