Mendidih merupakan proses yang dikendalikan sendiri oleh sumber panas dan tekanan tidak memberikan kontribusi apapun dalam proses mendidih . Air akan mendidih ketika tekanan uap dan tekanan atmosfer nya sama. Sehingga temperatur dari air yang mendidih tergantung dari tekanan, bukan dari suhu.
Air dalam bentuk padat, cair dan gas, semua bergantung dari suhu dan tekanan lingkungan sekitarnya. Perubahan suhu atau tekanan menyebabkan air mungkin mengalami perubahan fase. Sebagai contoh adalah ketika air merespon perubahan suhu pada permukaan laut, biasanya membeku pada 0 0Celcius dan mendidih pada 100 0Celcius.
Ketika air dipanaskan dengan mengalirkan kalor, maka suhu air tersebut akan naik dan jika sudah mencapai titik didih, akan terbentuk gelembung-gelembung gas dalam air yang bermula dari bawah/dasar wadah lalu kemudian akan semakin banyak naik ke atas secara kontinu. Gelembung gas yang dihasilkan oleh proses pendidihan dan dapat diamati langsung oleh indera penglihatan adalah uap air atau air dalam fasa gas. Menurut Jhonson (1998) pada suhu 100oC, 1 atm gelembung besar merupakan uap air yang muncul ke permukaan dan pecah pada proses pendidihan air. Semua molekul air mempunyai energi yang cukup untuk meninggalkan cairannya saat mendidih (Effendy 2012). Jadi uap air yang meninggalkan cairannya adalah molekul air dengan fasa gas.
Pada tekanan dan temperatur udara standar (76 cmHg, 25ºC) titik didih air sebesar 100 ºC. (Flinn, 2015). Pada kondisi standar inilah air di lautan dan permukaan bumi tidak mendidih dan tidak menguap ke udara. Titik didih suatu zat adalah suhu yang tekanan uap jenuhnya sama dengan tekanan di atas permukaan zat cair. Titik Didih suatu zat cair dipengaruhi oleh tekanan udara, artinya semakin besar tekanan udara maka semakin besar pula titik didih zat cair tersebut.
Pada suhu dan tekanan tertentu, penguapan terjadi pada seluruh bagian zat cair.Penguapan secara menyeluruh ini dinamakan mendidih.Pada saat mendidih suhu zat konstan, karena selama air mendidih kalor yang diserap digunakan untuk mengubah air menjadi uap air. Kalor yang diberikan pada zat digunakan untuk mengubah wujud dari cair menjadi wujud uap.Suhu tetap ini disebut titik didih yang besarnya sangat bergantung pada tekanan di permukaan zat itu.Titik didih zat pada tekanan 1 atm disebut titik didih normal.
Tekanan uap adalah ukuran dari jumlah uap yang hadir di atas cairan pada suhu tertentu. Tekanan uap di atas cairan adalah sebanding dengan suhu cairan, yang berarti semakin tinggi suhu cairan, semakin tinggi tekanan uap yang dihasilkan. Sebuah cairan mulai mendidih saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan atmosfer sekitarnya cairan. Air mendidih pada suhu yang lebih rendah di Denver (sekitar satu mil di atas permukaan laut) dibandingkan dengan Boston (sekitar di permukaan laut) ini disebabkan oleh tekanan atmosfer rendah di ketinggian yang lebih tinggi. Lebih rendah tekanan atmosfer di Denver berarti tekanan uap air mencapai tekanan atmosfer lokal pada suhu yang lebih rendah, yang menyebabkan air mendidih sekitar 97 ° C. (Flinn, 2016)
Air akan mendidih ketika tekanan uap dan tekanan atmosfer nya sama. Sehingga temperatur dari air yang mendidih tergantung dari tekanan, bukan dari suhu. Mars memiliki tekanan atmosfer yang rendah sehingga air di permukaannya akan mendidih.(NASA, 1999). Jadi pada dasarnya mendidih adalah kondisi dimana tekanan udara diatas permukaan airnya diperkecil/diturunkan sehingga titik didihnya menjadi lebih kecil. Dengan mengekstrapolasi pola antara suhu dan tekanan mendidih, mereka menyadari bahwa bahkan air di dekat titik bekunya memiliki cukup energi kinetik untuk mendidih jika tekanannya cukup rendah. (NASA, 1999).
Dengan tekanan rendah, molekulair membutuhkan sedikit energi kinetik untuk menguapkan air dalam wadah tertutup, Penurunan energi kinetik iniditerjemahkan ke dalam suhu didih yang lebih rendah.
Ada dua cara untuk membuat air dapat mendidih. Mengalirkan panas ke air tersebutdengan meningkatnya suhu sehingga tekanan uap sesuai dengan tekanan atmosfer, atau mengurangi tekanan sekitar cairan untuk mencocokkan tekanan uap cairan pada suhu tertentu sehingga cukup untuk menyebabkan air mendidih pada suhu kamar. Tekanan uap air pada suhu kamar (20 ° C) adalah sekitar 18 mm Hg. Pada 10 ° C, tekanan uap air adalah sekitar 9 mm Hg. Oleh karena itu, agar air mendidih pada suhu kamar, tekanan atmosfer sekitarnya air harus diturunkan untuk setidaknya 18 mm Hg.
Eksplanasi ilmiah tentang konsep mendidih memberikan definisi yang jelas tentang aktivitas partikel selama proses mendidih itu terjadi. Dengan demikian dapat dijelaskan bahwa mendidih tidak hanya dapat lakukan dengan mengalirkan kalor atau proses pemanasan hingga mencapai titik didih. Namun mendidihkan air dapat dilakukan juga pada kondisi suhu ruang dengan cara mengurangi tekanan udara diatas permukaan air sehingga titik didihnya akan menjadi lebih kecil, atau tekanan uap air lebih besar dari tekanan atmosfer sekitarnya air, sehingga air mulai mendidih.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar