Language
Country/Area
No result found
Misteri Mendidih: Mengapa Air Secara Ajaib Berubah Menjadi Uap pada Suhu 100°C?
Mendidih, juga dikenal sebagai gasifikasi, adalah transformasi cepat cairan menjadi gas atau uap. Kebalikan dari proses ini adalah kondensasi. Mendidih terjadi dalam kondisi ketika cairan dipanaskan hingga mencapai titik didihnya, tekanan uap cairan tersebut sama dengan tekanan yang diberikan pada cairan oleh atmosfer di sekitarnya. Memahami proses mendidih tidak hanya melibatkan pengetahuan ilmiah tetapi juga memengaruhi banyak aspek kehidupan kita sehari-hari.
Mendidih dan penguapan adalah dua bentuk utama penguapan cairan.
Titik didih air biasanya 100°C (212°F), tetapi pada ketinggian yang lebih tinggi, titik didih ini berkurang karena tekanan atmosfer yang berkurang. Air matang banyak digunakan dalam memasak dan disinfeksi, misalnya untuk membunuh mikroorganisme dan virus dalam air. Kepekaan banyak mikroorganisme terhadap panas berbeda-beda, tetapi dalam keadaan normal, menjaga air pada suhu 100°C (satu menit) membuat sebagian besar mikroorganisme dan virus tidak efektif, dan pada suhu 70°C (158°F) berlangsung sepuluh menit juga cukup untuk menonaktifkan sebagian besar bakteri.
Jenis perebusan
Konveksi bebas
Selama proses perebusan, hanya konveksi alami yang terjadi jika aliran panas lebih rendah, yang disebabkan oleh naiknya cairan yang lebih panas karena kepadatannya yang sedikit lebih rendah. Dalam hal ini, suhu cairan di dekat permukaan panas mendekati titik didih.
Perebusan gelembung
Perebusan gelembung dicirikan oleh pembentukan gelembung-gelembung kecil dari titik-titik terpisah pada permukaan panas yang bertambah seiring dengan peningkatan suhu. Pembentukan gelembung yang efektif memerlukan bantuan kekasaran permukaan atau aditif, yang dapat mendorong perebusan gelembung pada rentang suhu yang lebih luas.
Aliran panas kritis
Aliran panas kritis mengacu pada pengurangan tajam dalam efisiensi perpindahan panas karena akumulasi gelembung yang berlebihan ketika suhu permukaan melebihi nilai kritis, yang mengakibatkan pemanasan berlebih secara lokal pada permukaan yang dipanaskan. Lapisan uap yang terbentuk selama proses perebusan sangat mengurangi kehilangan panas.
Perebusan transisi
Perebusan transisi adalah keadaan tetap antara perebusan gelembung dan perebusan lapisan tipis, di mana gelembung terbentuk dan mengintai kompleksitas berbagai fenomena fisik.
Rebus lapisan tipis
Kasus perebusan lapisan tipis terjadi ketika suhu permukaan pemanas secara signifikan lebih tinggi daripada suhu cairan, membentuk lapisan uap dengan konduktivitas termal rendah, yang mengisolasi permukaan, yang membuat perambatan termal air menjadi lebih sulit.
Perebusan adalah proses fisik kompleks yang melibatkan interaksi berbagai variabel dan gaya.
Efek bentuk geometris
Mendidih di kolam renang
Perebusan dalam kolam mengacu pada perebusan tanpa adanya konveksi paksa, alirannya disebabkan oleh gradien densitas, yang berarti bahwa cairan dapat memasuki berbagai mode perebusan dengan cara yang berbeda.
Perebusan Aliran
Perebusan aliran, di sisi lain, perlu terjadi selama sirkulasi cairan dan umumnya terlihat dalam pengoperasian pompa dan pipa kalor. Efisiensi konduksi panas dari perebusan aliran terkait erat dengan interaksi gelembung dan memiliki efek pertukaran panas yang sangat baik.
Perebusan terbatas
Dalam geometri terbatas, koefisien perpindahan panas perebusan umumnya lebih tinggi, dan proses pembentukan gelembung kecil yang dilakukan di lingkungan tersebut memiliki dampak besar pada efisiensi perpindahan panasnya, yang sangat penting dalam pendinginan elektron.
Fisika perebusan
Titik didih suatu zat pada tekanan tertentu merupakan sifat karakteristik zat ini. Hal ini khususnya terbukti untuk senyawa sederhana seperti air, di mana suhu cairan yang direbus akan tetap tidak berubah selama proses pendidihan yang stabil ketika tekanan di sekitarnya tetap.
Penerapan pendidihan dalam kehidupan
Pendinginan dan Pendingin Udara
Sebagian besar metode pendinginan dan beberapa sistem pendingin udara beroperasi dengan mengompresi gas menjadi cairan dan kemudian membiarkannya mendidih untuk menyerap panas dari lingkungan sekitarnya.
Pengolahan air minum
Air mendidih adalah cara tertua dan paling efektif untuk mendisinfeksi air, terutama di lingkungan yang tidak memiliki sumber air bersih lainnya. Proses ini memerlukan pemanasan air hingga 100°C untuk menghilangkan sebagian besar bakteri dan virus.
Memasak
Merebus juga merupakan metode yang umum digunakan dalam memasak, baik memasak, mengukus, atau menenggelamkan. Waktu mendidih meningkat sesuai dengan itu di lingkungan di dataran tinggi karena titik didih air berubah seiring dengan perubahan tekanan barometrik.
Ketika air dipanaskan hingga mencapai titik didih, sulit untuk membayangkan bahwa ada begitu banyak misteri fisika yang tersembunyi di baliknya yang berdampak besar pada kehidupan kita sehari-hari. Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana ilmu pengetahuan tentang mendidih yang kaya ini mengubah kehidupan kita?
