oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna
Saat ini terdapat tiga fasa zat yg umum diketahui, yaitu: padat, cair, & gas. Setiap zat sanggup berubah fasa dari satu fasa ke fasa lainnya. Perubaahan fasa biasanya terjadi alasannya ialah menyerap / melepaskan energi berupa kalor. Sebagai pola ialah air, jikalau air dalam bentuk padat dinamakan es batu. Jika es watu ini dipanaskan (menerima kalor) maka berubah fasanya menjadi air. Kemudian jikalau terus dipanaskan maka sanggup berubah fasanya menjadi gas (uap). Sebaliknya pun begitu, jikalau uap air didingingkan (melepaskan kalor) maka akan berubah fasanya menjadi cair & kemudian menjadi padat.
Kalor laten sanggup didefiniskan sebagai kalor yg tidak mengubah temperatur suatu benda. Contohnya ialah pada walaupu kalor diberikan kepada air bertemperatur 100 oC maka temperaturnya tidak berubah. Namun, yg terjadi ialah perubahan2 fasa dari cair ke gas. Se&gkan kalor sensibel ialah kalor yg menjadikan perubahan2 temperatur, misalnya air pada tempertur ruang (27 oC) akan naik temperaturnya jikalau diberikan kalor (dipanaskan).
Dalam termodinamika dikenal istilah temperatur saturasi & tekanan saturasi. Temperatur saturasi ialah titik temperatur pada tekanan tertentu dimana tidak sanggup naik hingga fasanya berubah terlebih dahulu. Dengan kata lain, temperatur saturasi ialah titik didih. Pada tekanan 1 atm (101325 Pa) air mempunyai temperatur saturasi 100 oC. Ini berarti jikalau air dalam fasa cair diberikan kalor (dipanaskan) pada tekanan tersebut maka temperaturnya akan berhenti di 100 oC hingga bermetamorfosis fasa gas. Setelah itu barulah temperaturnya naik lagi. Pada temperatur saturasi terjadi perubahan2 fasa dari cair ke gas.Dalam kasus ini sanggup dikatakan bahwa temperatur saturasi pada tekanan 1 atm ialah 100 oC. Sebaliknya sanggup dikatakan pulah tekanan saturasi pada 100 oC.
Zat dalam keadaan seluruhnya fasa cair pada temperatur saturasi dinamakan cair jenuh (saturasi cair). Hal ini dikarenakan jikalau zat tersebut mendapatkan kalor sedikit saja maka akan ada bab dari zat yg menguap sehingga ada zat yg berfasa cair & ada berfasa gas. Se&gkan jikalau membuang kalor sedikit saja maka temperaturnya akan turun. Semakin banyak kalor yg diterima maka semakin banyak gas yg terbentuk sehingga akan hingga kondisi dimana semua zat berfasa gas. Pada ketika kondisinya ialah fasa gas seluruhnya pada temperatur saturasi dinamakan gas jenuh (saturasi gas).
Suatu zat cair pada suatu tekanan tertentu dengan temperatur dibawah temperatur saturasinya dinamakan kondisi subcooled / compressed liquid. Kondisi ini juga menunjukkan suatu zat cair pada temperatur tertentu dengan tekanan yg lebih tinggi dari pada tekanan saturasinya. Kemudian, jikalau ada suatu zat berfasa gas pada tekanan tertentu yg mempunyai temperatur lebih tinggi dari pada temperatur saturasinya maka keadaan ini dinamakan kondisi superheated. Kondisi ini juga menunjukkan keadaan suatu zat berfasa gas pada temperatur tertentu dengan tekanan yg lebih rendah dari pada tekanan saturasinya.
Untuk menjelaskan seluruh fasa yg dibahas diatas, maka kasus dibawah ini sanggup dipakai untuk memudahkan pengertian istilah-istilah tersebut:
- Sejumlah air (fasa cair) diletakkan di dalam panci yg berada di sebuah ruangan yg bertekanan atmosfir 1 atm & temperatur 27 oC. Kondisi ini dinamakan subcooled liquid / compressed liquid.
- Kemudian air dalam panci ini dipanaskan pada sebuah kompor sehingga temperaturnya naik. Kalor yg diberikan ke air dinamakan kalor sensibel. Selama dipanaskan temperatur air akan selalu naik hingga pada temperatur 100 oC. Pada titik ini kondisi air dinamakan saturasi cair.
- Jika tetap dipanaskan (diberikan kalor) maka temperatur tidak akan naik namun penguapan terjadi. Kalor yg diberikan ini dinamakan kalor laten. Sedikit demi sedikit air mulai menguap sehingga fasa cair berkurang & kesudahannya seluruh air dalam keadaan gas (uap) pada temperatur 100 oC. Keadaan ini dinamakan gas jenuh.
- Jika air dalam keadaan gas jenuh ini tetep menerma kalor maka temperaturnya naik kembali. Kalor ini merupakan kalor sensibel. Begitu temperaturnya naik, keadaan air pada kondisi ini dinamakan superheated
Temperatur saturasi berbeda-beda tergantung pada tekanannya. Begitupun sebaliknya tekanan saturasi berbeda-beda tergantung pada temperaturnya. Untuk menganalisis besaran-besaran termodinamika suatu zat biasanya dipakai sebuah tabel / grafik sifat zat.