Apa yang menyebabkan kondensasi dan penguapan?

Penguapan dan kondensasi adalah bagian dari siklus air alami. Itu adalah proses fisik yang menyebabkan zat ini berubah keadaan: dari cair menjadi gas dan dari gas menjadi cair. Matahari memanaskan air dan menguapkannya, mengubahnya menjadi uap. Arus udara membawa uap ke atmosfer, di mana terdapat suhu yang lebih rendah. Hal ini menyebabkan kondensasi uap air dan pembentukan awan. Partikel awan bersentuhan dan jatuh sebagai presipitasi, yang bisa berupa hujan, salju, atau hujan es.

Belakangan, air yang jatuh di presipitasi menjadi bagian dari air tanah, danau, dan sungai, yang mengalir ke laut dan samudera, dari mana siklus itu dimulai lagi.

Namun, proses penguapan dan kondensasi juga terjadi secara artifisial, di laboratorium dan industri. Kedua proses ini tidak hanya terjadi dengan air, tetapi juga dengan zat lain.

apa itu penguapan

Selain menjadi proses yang merupakan bagian dari siklus air, penguapan menyiratkan transisi di mana zat yang dalam keadaan cair berubah menjadi gas. Ini dilakukan hanya pada permukaan antara cairan dan gas. Penguapan adalah proses kebalikan dari kondensasi.

Penguapan berbeda dengan pendidihan karena, seperti disebutkan di atas, penguapan merupakan proses yang terjadi di permukaan, dan bukan di dalam cairan. Ini adalah proses endotermik karena membutuhkan panas untuk mencapai perubahan fasa. Panas diperlukan untuk mengatasi kekuatan kohesi molekuler yang mencirikan keadaan cair. Ini juga penting selama pemuaiannya, saat cairan menguap.

Penguapan juga merupakan metode yang digunakan untuk memisahkan komponen campuran padat atau cair. Saat suhu meningkat, molekul zat cair menjadi gas dan hilang di udara. Komponen lainnya tetap berada di dalam wadah.

Demikian pula, penguapan juga dapat didefinisikan sebagai “proses pendinginan”. Ini karena menghilangkan panas dari udara di sekitarnya. Contoh nyata dari hal ini adalah keringat manusia, yang “mendinginkan” tubuh berkat penguapannya untuk menjaga suhu tubuh.

Bagaimana penguapan terjadi

Agar molekul air berubah dari keadaan cair ke keadaan gas, mereka harus mendapatkan energi panas. Mereka melakukan ini dengan bertabrakan dengan molekul air lainnya. Oleh karena itu, proses penguapan sangat erat kaitannya dengan pergerakan molekul dan peningkatan suhu. Jika ada suhu yang lebih tinggi, molekul bergerak lebih cepat dan penguapan terjadi lebih cepat. Hal ini juga dipengaruhi oleh kecepatan difusi zat. Misalnya, aseton menguap jauh lebih cepat daripada air.

Ketika molekul air mencapai 100 derajat Celcius, mereka memiliki energi kinetik yang diperlukan untuk menjadi gas. Tetapi bahkan pada suhu yang lebih rendah, beberapa partikel di permukaan mungkin memiliki energi yang cukup untuk mengatasi kekuatan keadaan cair dan menguap.

Semakin tinggi suhu air, semakin besar kemungkinan adanya partikel dengan energi kinetik yang cukup untuk menguap. Untuk alasan ini, radiasi matahari memfasilitasi proses ini, karena memberikan energi pada partikel. Faktanya, partikel yang menguap adalah partikel dengan energi tertinggi. Karena ini, sisa partikel kehilangan energi dan dengan demikian suhunya berkurang. Inilah alasan pendinginan botijo ​​​​di bawah matahari.

Faktor penting lainnya juga ikut campur dalam kecepatan penguapan: tekanan, kelembapan udara, angin, dan permukaan tempat cairan berada. Penguapan akan terjadi lebih cepat dari area kecil daripada area yang lebih besar.

Selain itu, tidak semua cairan menguap dengan kecepatan yang sama, seperti halnya alkohol atau minyak goreng biasa. Tingkat penguapan akan tergantung pada sifat masing-masing zat dan kondisi paparannya.

Contoh penguapan

Ada banyak contoh penguapan. Beberapa dari mereka adalah:

• Terbentuknya awan : matahari memanaskan air laut dan uap air yang menguap naik didorong oleh arus udara panas dan membentuk awan.
• Pakaian basah yang dikeringkan setelah digantung: suhu yang lebih tinggi saat menjemur pakaian di bawah sinar matahari, menggunakan pengering atau mendekatkannya ke pemanas, memungkinkan penguapan air yang membasahi pakaian.
• Uap yang keluar dari panci saat memasak: dihasilkan saat air mulai mendidih.
• Penguapan alkohol pada suhu kamar: karena tingginya difusi zat ini.
• Asap dari secangkir kopi panas.
• Tanah basah yang mengering.
• Hilangnya genangan air yang terbentuk oleh hujan.
• Keringat tubuh.
• Penguapan air laut yang asin, berkat garam laut yang diperoleh.
• Siklus air: Penguapan adalah bagian penting dari siklus air di alam. Ketika partikel air menerima energi panas yang cukup, mereka menguap. Mereka kemudian jatuh sebagai presipitasi dan akhirnya kembali ke laut.

apa itu kondensasi

Kondensasi adalah proses kebalikan dari penguapan karena memungkinkan transisi air dari keadaan gas ke fase cair. Ini terjadi ketika tekanan uap air lebih besar dari tekanan uap jenuh.

Ini juga dapat disebut sebagai “proses pemanasan”. Meskipun ketika air menguap, pendinginan harus terjadi agar mengembun, panas dilepaskan ke udara sekitar.

Contoh kondensasi yang sangat umum di alam adalah embun, yaitu uap air yang, ketika suhu turun saat fajar, mengembun dan jatuh ke permukaan.

Proses kondensasi tergantung pada tekanan, suhu dan saturasi udara. Ketika suhu turun ke “titik embun”, energi kinetik molekul berkurang dan ini memfasilitasi kondensasi.

Bagaimana kondensasi terjadi

Agar kondensasi terjadi, air harus kehilangan energi kinetik (energi gerak). Partikel uap air memiliki energi yang besar di antara molekul-molekulnya dan ini menyebabkan banyak pergerakan di antara mereka, memungkinkan mereka untuk menjauhkan diri. Ketika energi ini hilang, baik karena kehilangan energi panas, atau karena perubahan tekanan, molekul air melambat dan bergerak mendekat, menjadi cairan.

Jumlah uap air dalam massa udara disebut “kelembaban absolut”. Sebaliknya, jumlah uap air yang terkandung dalam massa udara dibandingkan dengan jumlah total uap yang dapat diakumulasikan adalah “kelembaban relatif”. Titik embun tercapai saat udara menjadi jenuh, yaitu saat kelembapan relatif 100%. Ini tentu saja bervariasi tergantung pada tekanan dan suhu. Semakin tinggi kelembaban relatif, semakin tinggi laju kondensasi uap dalam massa udara.

Contoh kondensasi

Beberapa contoh kondensasi yang umum adalah:

• Embun: penurunan suhu yang terjadi pada pagi hari memfasilitasi kondensasi uap air yang ada di udara dan diendapkan dalam bentuk tetesan di permukaan. Saat suhu naik saat matahari terbit, embun menguap dan siklus penguapan dan kondensasi dimulai lagi.
• Kabut: Tepian kabut adalah partikel air tersuspensi yang mengembun saat bersentuhan dengan permukaan yang lebih dingin, seperti panel jendela.
• Hujan: ketika awan bertabrakan, terjadi pengendapan partikel air yang terkondensasi, sehingga membentuk hujan.
• Tetesan air yang muncul dalam minuman dingin: permukaan kaleng dingin memiliki suhu yang lebih rendah dari lingkungan, oleh karena itu menerima uap air dari udara sekitar, yang mengembun membentuk tetesan air.
• Air yang dikeluarkan oleh unit pendingin udara: karena mereka menyerap kelembapan dari udara, yang suhunya jauh lebih rendah daripada di luar, dan memadatkannya.
• Cermin yang berkabut: saat mandi air panas, uap air menempel pada permukaan terdingin dan mengembun, membuat cermin berkabut dan benda lainnya.
• Pengabutan kacamata selam: udara antara kaca kacamata selam dan wajah kita mengandung uap air yang selanjutnya berasal dari keringat. Berada di dalam air, yang suhunya lebih rendah dari suhu udara, uap air mengembun dan mengaburkan kaca gelas.
• Pernapasan: jika kita bernafas di dekat sepotong kaca atau di tempat yang bersuhu rendah dan banyak kelembapan, kita akan melihat uap air sebagai tetesan kecil atau uap keputihan. Ini terjadi karena udara di paru-paru kita memiliki suhu yang lebih tinggi daripada permukaan atau lingkungan luar. Oleh karena itu, ia mengembun dan menjadi terlihat.
• Siklus Air: Seperti penguapan, kondensasi merupakan bagian penting dari siklus air. Uap air naik ke lapisan atas atmosfer, di mana terdapat arus udara dingin. Di sana ia mengembun dalam bentuk awan yang mengendap dalam keadaan cair sebagai hujan.

Penggunaan dan aplikasi penguapan dan kondensasi

Penguapan dan kondensasi mendukung kinerja proses lain, terutama di bidang sains, industri, dan teknik.

aplikasi penguapan

Melalui evaporator yang dirancang untuk memfasilitasi proses penguapan, banyak kegiatan industri dilakukan.

Salah satunya adalah produksi produk susu. Di sini, penguapan digunakan untuk menghasilkan susu, susu kental manis, protein susu, whey, dan produk lainnya.

Itu juga digunakan untuk menghasilkan susu kedelai dan jus buah; ekstrak kopi, teh, malt, ragi; produk terhidrolisis seperti sirup glukosa, atau protein terhidrolisis.
Dalam industri pendingin digunakan untuk membentuk ekstrak daging, tulang dan plasma darah. Dalam industri perunggasan, proses penguapan sangat penting untuk menghasilkan konsentrasi telur utuh atau putih telur.

aplikasi kondensasi

Kondensasi sangat penting untuk melakukan distilasi, proses yang sangat penting di laboratorium dan industri.

Air dapat diperoleh dari kondensasi, dan untuk alasan ini, peralatan pengumpul embun digunakan, yang mengumpulkan uap air dari udara. Dengan cara ini, kelembapan bumi digunakan di daerah gurun atau semi-kering.

Kondensasi juga berguna untuk mendapatkan bahan kimia. Ini digunakan sebagai metode untuk mengubah beberapa gas yang diperoleh dalam reaksi kimia menjadi cairan. Dengan cara ini, penyebarannya di atmosfer dapat dihindari.

Kondensor digunakan dalam industri untuk mendinginkan dan mengembunkan gas yang melewatinya.

Di rumah, kapasitor digunakan di lemari es atau lemari es. Mereka juga digunakan dalam pembuatan alat pemadam kebakaran. Ini menyimpan karbon dioksida terkondensasi pada tekanan tinggi.

Bibliografi

• Berbagai penulis. Fisika dan kimia. (2015). Spanyol. Pendidikan Santillana.
• Kerja kolektif edebé. Fisika dan Kimia . (2015). Spanyol. Edebé.
• Berbagai penulis. Buku fisika. (2020). Spanyol. Editorial Akal.