Language
Country/Area
No result found
Bubuk vs. Gravitasi: Mengapa partikel-partikel kecil beterbangan di udara, tetapi pasir dan kerikil tidak?
Di alam, bubuk berperilaku sangat berbeda dari pasir dan kerikil, terutama saat berhadapan dengan efek gravitasi. Fenomena partikel kecil bubuk yang menari di udara telah memicu banyak pemikiran tentang struktur dan sifat fisik materi. Artikel ini membahas bagaimana bubuk dapat mengatasi kendala gravitasi sementara pasir dan kerikil tidak dapat terbang dengan bebas.
Bubuk adalah padatan kering yang terdiri dari banyak partikel sangat halus yang mengalir bebas saat diguncang atau dimiringkan.
Karakteristik bubuk adalah partikelnya kecil, sehingga lebih rentan terhadap gaya eksternal selama pergerakan fisik. Bubuk digunakan di banyak industri, mulai dari pengolahan makanan seperti tepung, gula, kopi instan, hingga bubuk pewarna dalam farmasi, kosmetik, dan bahkan aplikasi industri. Sebaliknya, saat kita berbicara tentang pasir dan kerikil, keduanya sering kali merupakan partikel yang lebih kasar. Berat dan inersia partikel ini membuatnya sulit mengalir di bawah aksi gravitasi.
Sifat mekanis serbuk
Secara umum, serbuk memiliki rentang kerapatan massa yang luas, yang berkaitan erat dengan struktur partikelnya. Saat digetarkan atau dipadatkan, serbuk dapat menjadi sangat padat dan bahkan kehilangan fluiditasnya. Sebaliknya, kerapatan massa pasir dan kerikil tidak berubah secara signifikan. Perilaku yang berbeda ini dapat ditelusuri ke gaya van der Waals intermolekul, yang memungkinkan partikel-partikel kecil saling tarik menarik. Pada partikel-partikel kecil, tarik menarik ini akan menjadi signifikan, menyebabkan serbuk membentuk gumpalan; pada pasir dan kerikil, karena partikelnya lebih besar, berat dan inersianya tidak dapat dilampaui oleh gaya van der Waals yang lemah, sehingga tidak akan terjadi agregasi partikel. fenomena.
Perilaku agregasi serbuk berasal dari gaya van der Waals yang lemah, yang hanya dapat memainkan peran dominan saat partikelnya kecil dan ringan.
Transportasi dan Suspensi
Di atmosfer, serbuk diangkut secara signifikan berbeda dari material berbutir kasar. Karena partikel kecil memiliki inersia yang lebih rendah, serbuk cenderung bergerak mengikuti aliran udara daripada bergerak dalam garis lurus. Inilah sebabnya serbuk dapat berbahaya jika terhirup. Karena partikel yang lebih besar tidak dapat dengan mudah melewati sistem pertahanan tubuh, partikel serbuk dapat menembus jauh ke dalam paru-paru, menyebabkan penyakit serius seperti silikosis.
Gaya ke atas yang dihasilkan oleh gerakan acak molekul udara dan turbulensi dapat menahan gaya gravitasi ke bawah, sehingga membuat partikel serbuk tersuspensi di udara.
Partikel kasar akan cepat jatuh kembali ke tanah karena terlalu berat. Ketika serbuk terganggu, ia membentuk badai debu besar yang membentang di benua dan samudra, lalu mengendap membentuk sedimen. Misalnya, ada debu di tanah yang mengapung di permukaan bulan, tetapi tidak ada batulumpur karena tidak ada pengaruh angin dan air.
Risiko serbuk
Selain itu, banyak serbuk yang diproduksi secara industri mudah terbakar, terutama beberapa logam dan bahan organik, seperti tepung. Setelah terbakar, serbuk, karena luas permukaannya yang tinggi, akan terbakar dengan cepat dan bereaksi secara eksplosif, sehingga risikonya cukup tinggi bagi pabrik yang melakukan jenis pekerjaan ini. Oleh karena itu, tindakan pencegahan yang tepat harus diambil selama penanganan serbuk.
Serbuk memiliki luas permukaan yang sangat tinggi, jadi setelah terbakar, serbuk dapat melepaskan energi dalam bentuk ledakan.
Kesimpulan
Baik serbuk atau pasir, perilaku bahan padat ini sangat dipengaruhi oleh sifat fisiknya. Partikel-partikel kecil bubuk dapat menari di udara, tetapi pasir dan kerikil terikat erat oleh gravitasi. Angin atau gangguan mekanis merupakan faktor-faktor utama yang memengaruhi perilaku partikel-partikel ini. Oleh karena itu, sifat-sifat dan aplikasi bubuk masih layak untuk dieksplorasi secara mendalam dan dipikirkan lebih lanjut: Bagaimana sifat-sifat bubuk dan partikel akan mendefinisikan ulang kehidupan kita dalam kemajuan teknologi di masa depan?
