Wah, Panggungnya Berasap!

Seringkah anda melihat pertunjukan musik? 

Gambar diambil dari http://blog.warprocks.com/

Nah di tengah pertunjukan tersebut, biasanya tiba-tiba keluar asap wusssss….. Dari mana asap itu berasal? Apa panitianya membakar sate dari bawah panggung? Atau ada penonton iseng menyalakan mercon?? Kalau penasaran cari saja sebabnya di bawah panggung, hehe. Bukanlah. Bukan karena ada panitia yang iseng bakar-bakar di bawah panggung atau ada penonton menyalakan petasan. Asap panggung itu muncul karena adanya smoke machine. Apa itu smoke machine? Alat buat merokok? Smoke machine atau ada yang menyebut fog machine adalah alat yang dapat mengeluarkan kabut atau asap di panggung hiburan. Asap atau kabut yang dikeluarkan tidak akan membuat penonton atau pengisi acara terbatuk-batuk.

Coba bayangkan kalau asapnya berasal dari pembakaran kayu atau sate, pasti semua yang di sana terbatuk batuk. Ujung-ujungnya malah gak jadi liat konser. Bener enggak??? Mengapa alat itu bisa mengeluarkan asap tanpa membuat yang di sekitarmya terbatuk-batuk? Ternyata, alat tersebut menggunakan bahan yang disebut es kering? Apa itu es kering? Pasti anda semua banyak yang tahu. Es kering adalah padatan karbon dioksida. Disebut kering karena es ini jika ditempatkan dlam temperatur kamar tidak akan mencair seperti es biasa yang terbuat dari air, namun akan menyublim. Masih ingat apa itu menyublim????

Peristiwa Penyubliman

Saat kita belajar IPA Kelas 4 SD pada materi sifat dan perubahan zat, maka kita mengenal beberapa perubahan, antara lain menguap, mencair, dan menyublim. Menyublim adalah perubahan wujud zat dari padat ke gas. Kalau dulu pas SD contoh paling mudahnya adalah pada kapur barus. Jika kita memasukkan kapur barus pada lemari, maka lama-kelamaan akan habis. Ke mana perginya? Apa hilang di telan bumi? Kapur barus tersebut tidak hilang, namun berubah wujud menjadi gas. Inilah sebabnya pakaian di almari tercium wangi. Nah mungkin semua sudah tahu apa itu menyublim. Tapi kalau ada pertanyaan, mengapa ada zat yang bisa menyublim namun zat lain tidak? Mengapa es kering ini, yang merupakan CO2 padat bisa menyublim sedangkan air tidak?? Tahukah anda bahwa setiap zat memiliki suatu kriteria dalam penentuan perubahan wujudnya.

Gampangnya, kriteria ini akan menentukan apakah dia akan mencair, menguap, membeku, menyublim, mengembun, dan sebagainya. Kriteria ini tergambar dalam suatu diagram yang disebut diagram peta politik Pemilu 2014. Eh bukan ding, kalau itu mah buat menentukan daerah mana yang menjadi basis kekuatan partai pokitik. Yang benar adalah diagram fase. Wow, apa itu diagram fase? Fase apa? Fase hidup dan kematian? Diagram fase ini merupakan diagram yang menggambarkan kondisi termodinamika suatu zat yang memiliki fase yang berbeda. Bingung kan? Kalau bingung kepalanya diganti ke bawah kakinya yang di atas, hehe Gak kok becanda, nanti pusing. Gini. Diagram fase itu menunjukkan wujud benda pada tekanan dan temperatur tertentu. Kita kan sudah mengenal bahwa wujud zat ada 3, yakni padat, cair, dan gas. Nah diagram fase ini akan menunjukkan pada kondisi apa zat tersebut berwujud padat, pada kondisi apa berwujud cair/gas. Kita telah mengetahui bahwa air akan mendidih pada temperatur 100oC dan membeku pada temperatur 0oC. Mengapa bisa begitu?

Diagram Fase Air. Ada 3 negara yang dibatasi oleh suatu garis (sjraharjo.files.com)

Jawabannya karena pada temperatur 0 dan 100 derajat Cel merupakan “derah peralihan” wujud zat. Perhatikan pada diagram fase air pada gambar di bawah ini.  Kalau dimislakan gini. Diagram fase itu seperti peta suatu wilayah. Ada negara padat, negara cair, dan negara gas. Daerah perbatasan tiga Negara tadi diberi oleh tanda garis. Seperti daerah perbatasan Negara Indonesia dan Negara lainnya. Pada garis inilah terjadi perubahan wujud dari suatu bentuk ke bentuk lain. Sama kalau kita pergi ke luar negeri, suasanya akan beda kan kalau kita telah melewati perbatasan???

Jika diamati seksama, tidak hanya temperatur saja yang menentukan perubahan fasa, namun juga tekanan. Sama seperti pada peta. Tidak hanya garis bujur saja kan yang dijadikan patok perbatasan, namun juga garis lintang. Jadi, tekanan dalam hal ini juga berpengaruh terhadap perubahan wujud zat. Sekarang, mengapa kok es kering (CO2) padat jika dikeluarkan dari mesin pendingin akan menyublim dan tidak mencair? Pernahkah anda terpikirkan ini??? Jawabannya, karena diagram fase CO2 padat berbeda dengan diagram fasa air. Di manakah bedanya? Perhatikan gambar berikut.

Lihatlah pada bagian perbatasan tiga Negara tadi. Atau titik yang merupakan pertemuan tiga Negara tadi, padat, cair, dan gas. Titik ini disebut dengan titik triplet. Di dunia ini banyak sekali titik perbatasan lebih dari dua Negara, benar tidak? Titik triplet inilah yang membedakan perubahan yang terjadi pada es kering dan es biasa saat dikeluarkan dari mesin pendingin. Di mana bedanya? Ada yang tahu???? 

Bedanya adalah jika pada es biasa (air), titik tripletnya berada di bawah tekanan 1 atm. Sedangkan pada es kering (CO2 padat) berada di atas tekanan 1 atm. Tekanan 1 atm merupakan tekanan normal di dalam suatu ruangan. Jika diamati lagi, pada diagram fasa air, saat tekanan 1 atm terdapat perbatasan antara negara padat dan Negara cair. Sedangkan pada diagram fasa CO2 kering terdapat perbatasan antara negara padat dan negara gas. Nah inilah yang menyebabkan saat temperatur dinaikkan, es biasa akan mencair dan es kering akan menyublim. Inilah alasan utama mengenai proses terjadinya penyubliman es kering. Jadi jika diringkas, es kering dapat menyublim karena titik kritiknya (perbatasan padat, cair, dan gas) berada di atas tekanan 1 atm. Demikian penjelasan mengenai proses terjadinya asap  atau kabut pada panggung hiburan. Semoga bermanfaat. Mohon maaf jika ada kesalahan dan kekurangan. Sekian, salam. 

Sumber: web.chem.ucsb.edu

Tulisan pertama kali diunggah di Kompasiana. Menyalin artikel diperbolehkan dengan menautkan URL lengkap