Saya tahu bahwa orang berkeringat sebagai mekanisme untuk tetap segar, karena ketika keringat menguap ada efek pendinginan yang terjadi. Akan tetapi mengapa penguapan sama dengan proses pendinginan? Hanya karena benda cair menguap, mengapa temperaturnya harus menurun? Eh, betulkah demikian ???
Maaf, tapi jawabannya bisa. "Ya dan Tidak". Barangkali itu sebabnya orang lebih suka mencelotehkan jawab yang sudah ada, meskipun hampir tidak mencerahkan pemahaman orang bawah "penguapan adalah proses pendinginan".
Kita melihat bahwa kelenjar-kelenjar keringat mengeluarkan sejenis cairan (air dengan sedikit garam dan urea) ke kulit kita hanya pada saat-saat tertentu, misalnya (a) ketika sedang kegerahan, (b) ketika kita sedang aktifmenggerakkan tenaga, atau (c) ketika giliran kita untuk berpidato tiba tetapi mendadak catatan kita hilang.
Bagaimanapun, dalam kenyataan, proses berkeringat berlangsung terus-menerus, bahkan sewaktu cuaca sedang dingin. Berkeringat merupakan mekanisme penting untuk membuat agar termperatur tubuh konstan. Dalam situasi-seperti a, b dan c diatas, proses berkeringat berlangsung lebih cepat daripada kemampuan penguapannya, maka kulit kita menjadi lembab, bahkan bercucuran keringat.
Anjing, yang jarang diminta berpidato, tidak mempunyai kelenjar keringat pada kulit mereka (kecuali, anehnya, pada telapak kaki mereka). Maka mereka menjulurkan lidah mereka yang ekstra panjang dan terengah-engah untuk mempercepat penguapan ludah, yang dengan demikian mendinginkan pasokan udara ke paru-paru. Hewan lain berkeringat dengan tingkat berbeda-beda. Babi kandang-kandang berkeringat, walaupun mereka lebih suka mendinginkan tubuh dengan cara berkubang-kubang dalam lumpur, sebagaimana gajah dan kuda nil. Sesungguhnya, ini tidak jauh beda dengan kebiasaan kita berenang di kolam ketika hari sedang panas.
Akan tetapi apa tepatnya penguapan itu? Penguapan adalah yang ketika moleku-molekul tertentu dipermukaan benda cair memutuskan memisahkan diri dari sesama mereka, kemudian terbang entah kemana. Makin banyak moleku-molekul yang pergi, makin sedikit benda cair yang tersisa. Anda pasti sering melihat : Lantai yang baru dipel, dan pakaian yang baru dicuci.
Jika kita ingin mempercepat penguapan, kita dapat mengerjakan dua hal: memanaskan atau meniup. Memanaskan benda cair sama dengan menambahkan energi kepada molekul-molekul untuk meloloskan diri. Karena itu ketika mempunyai pengering rambut dan pengering tangan listrik di toilet-toilet umum. Peniupan mengusir moleku-molekul air yang baru saja menguap sehingga tempat mereka dapat dipakai oleh yang lain. Meniup sup panas untuk mendinginkannya merupakan cara klasik penerapan prinsip ini, meskipun tampak kurang anggun. Sebuah contoh lain : Anda akan merasa dingin begitu mandi apabikla dinding kamar mandi anda berlubang-lubang, bahkan meskipun suhu udara sangat hangat.
Coba Deh...!!!
Tiuplah punggung tangan anda maka akan terasa sejuk, bahkan meskipun nafas anda hangat dan tampaknya anda tidak sedang berkeringat.
Tiupan mempercepat penguapan butir-butir air yang selalu ada pada kulit anda. Di luar, anda akan merasa lebih sejuk ketika angin sedang berhembus. "Wind chill faktor" yang sering dikumandangkan oleh peramal cuaca di televisi negeri-negeri dekat kutub tampaknya sengaja dimaksudkan untuk membuat orang memperhitungkan rasa dingin akibat hembusan angin. Sayangnya, angka yang diberikan hanya berlaku jika anda tampil tanpa busana di udara terbuka.
Baiklah, lalu mengapa kepergian moleku-molekul air menurunkan air yang tersisa, dan karena itu menurunkan temperatur apapun yang kontak dengan benda cair tersebut? Yang berikut ini mungkin agak menakjutkan, tetapi proses penguapan ternyata sangat selektif. Proses ini lebih memilih molekul-molekul yang bergerak lebih cepat (lebih panas), dan meninggalkan molekul-molekul lebih rendah. Berikut ini caranya.
Molekul-molekul suatau benda cair selalu bergerak: saling selip, selalu berjoget, tumbuk sana, tumbuk sini, entah dengan sesama atau dengan dinding pembatas, dan sesungguhnya anda boleh membayangkan seember air dengan seember semut yang terus bergerak. Makin tinggi temperatur, makin cepat gerak moleku (juga semut-semut dalam ember tertutup). Sesungguhnya, itulah temperatur: yakni ukuran untuk energi kinteki (energi gerak) rata-rata semua molekul dalam suatu zat.
Kata penting disini adalah rata-rata (average), karena pada temperatur tertentu, molekul-molekul tidak mungkin bergerak dengan kecepatan sama. Sebagian mungkin bergerak cepat sekali karena baru saja dibentur dari belakang oleh sebuah moleku lain. Sedangkan molekul yang membentur justru bergerak lebih lambat karena baru saja memberikan sebagian energinya kepada molekul yang ditumbuk. Coba perhatikan bola bilyar. Bola yang dipukul selalu menjadi lebih lambat sehabis menumbuk bola lain, sedangkan bola yang ditumbuk menjadi bergerak, bahkan bisa melesat. Akan tetapi energi rata-rata kedua bola "temperatur" mereka tetap sama.
Kini, dipermukaan benda cair, molekul-molekul mana yang menurut anda akan paling mungkin melompat ke udara dan menguap? Tentu saja molekul-molekul dengan energi paling tinggi. Dan itu akan menurunkan energi rata-rata atau temperatur molekul-molekul yang tertinggal. Oleh sebab itu, sewaktu sebuah benda cair menguap, benda cair itu menjadi lebih dingin.
Akan tetapi ini bukan akhir kisah kita. Pendinginan mustahil berlangsung tanpa batas. Pernahkah anda melihat sewadah air menguap sampai menjadi es dengan sendirinya? Tidak, yang terjadi adalah, begitu benda cair yang menguap mulai menjadi sedikit lebih dingin, panas dan lingkungan sekitar mengalir menggantikan panas yang dikeluarkan sehingga jumlah molekul-molekul berenergi tinggi bertambah lagi. Ini pada girilannya menyebabkan termperatur konstan.
"Aha", seru anda. "Berarti kita kembali ke titik nol. Jika benda cair yang menguap tidak pernah berkesempatan untuk tetap dingin, mengapa keringat yang menguap membuat saya merasa sejuk?"
Baiklah, Lalu darimana menurut anda panas pengganti itu harus datang? Kulit anda. Maka, sewaktu penguapan berlangsung, lapisan keringat sendiri tidak pernah mengambil panas dari kulit anda, kemudian membuangnya ke udara, yakni molekul-molekul yang paling panas. Jadi, keringat bertugas sebagai pembantu; membantu kulit membuang panas dari kulit kita.
Lalu penguapan benda cair bergantung pada seberapa erat mereka saling mengikat. Dalam sebuah benda cair yang molekul-molekulnya tidak saling ikat terlalu kuat, molekul-molekul itu dapat lebih mudah meninggalkan kumpulan masing-masing sehingga penguapan berjalan lebih cepat. Ada zat cair yang menguap begitu cepat sehingga penggantian panas dari lingkungan sekitar tidak mampu mengimbanginya. Dalam hal itu, temperatur zat cair betul-betul menurun.
Etil alkohol adalah salah satu zat cair yang mudah menguap. Kecepatan penguapannya dua kali kecepatan air.
Coba Deh... !!!
Teteskan sedikit alkohol pada kulit anda (isopropil atau alkohol untuk menggosok juga boleh), maka anda akan merasakan efek pendinginan jauh lebih besar daripada ketika anda meneteskan air.
Itu karena molekul-molekul alkohol yang "panas" meninggalkan kelompok mereka dengan laju demikian tinggi sehingga mengalahkan kemampuan tubuh menghangatkan kembali bagian tubuh yang menjadi dingin.
Etil klorida adalah zat cair sangat mudah menguap yang molekul-molekulnya sangat tidak betah berkumpul dengan sesama, dan karena itu selalu ingin kabur. Zat cair ini menguap sekitar seratur kali lebih cepat dibanding air. Teteskan sedikit etil klorida pada kulit anda maka anda akan merasakan dingin yang membuat anda mati rasa. Dokter menggunakannya sebagai anestresi lokal untuk bedah kulit minor.
No comments:
Post a Comment