Air Panas Lebih Cepat Beku Ketimbang Air Dingin

Air panas lebih cepat membeku ketimbang air dingin.

Air panas lebih cepat membeku ketimbang air dalam suhu kamar.

Sebagian besar orang sudah mengetahui bahwa air panas lebih cepat membeku ketimbang air dingin. Namun bagaimana fenomena ini terjadi telah menjadi misteri selama bertahun-tahun.

Dikenal sebagai efek Mpemba, air berperilaku tak seperti kebanyakan cairan lain dengan membeku lebih cepat dan padat dari keadaan panas dibandingkan suhu kamar. Para ilmuwan telah mengajukan puluhan teori mengapa hal ini mungkin terjadi. Tetapi, tidak ada yang mampu memberikan penjelasan memuaskan.

Kini, sekelompok fisikawan dari Nanyang Technological University, Singapura, percaya bahwa mereka  mungkin telah memecahkan misteri tersebut. Para ilmuwan ini mengklaim bahwa penjelasan terletak pada interaksi tak biasa antara molekul-molekul air.

Setiap molekul air terikat dengan molekul air lainnya melalui ikatan elektromagnetik yang dikenal sebagai ikatan hidrogen. Seperti diketahui ikatan hidrogen mempengaruhi titik didih suatu senyawa. Pada air, terjadi dua ikatan hidrogen di setiap molekulnya sehingga titik didih air lebih tinggi ketimbang asam florida.

Dr Sun Changqing dan Dr Xi Zhang dari Nanyang Technological University berpendapat bahwa hal ini juga menentukan bagaimana molekul air menyimpan dan melepaskan energi . Mereka menilai, tingkat di mana energi dilepaskan bervariasi dengan keadaan awal air dan air panas dapat melepaskan energi lebih cepat ketika ditaruh dalam lemari pendingin.

"Proses dan laju pelepasan energi dari air bervariasi intrinsik dengan keadaan energi awal dari sumber," ujar Dr Changqing seperti dilansir laman Telegraph.

Pekan lalu, Dr Changqing dan Dr Zhang menerbitkan sebuah makalah di jurnal Scientific Reports yang menunjukkan bagaimana molekul air mengatur diri mereka sendiri ketika membentuk es. Keduanya juga menerbitkan sebuah makalah tentang arXiv Chemical Physicsyang menjelaskan efek Mpemba .

Mereka mengatakan bahwa interaksi antara ikatan hidrogen dan ikatan kuat yang memegang atom hidrogen serta oksigen dalam masing-masing molekul bersama -- dikenal sebagai ikatan kovalen-- adalah yang menyebabkan efek Mpemba.

Biasanya ketika cairan dipanaskan, ikatan kovalen antara atom meregang dan menyimpan energi. Namun kedua ilmuwan ini berpandapat bahwa pada air, ikatan hidrogen menghasilkan efek tak biasa yang menyebabkan ikatan kovalen memendek dan menyimpan energi saat dipanaskan.

Hal ini, ujar mereka, mengarah kepada bahwa ikatan melepaskan energi dengan cara yang eksponensial dibanding jumlah awal yang tersimpan ketika didinginkan dalam lemari pendingin. Dengan demikian, air panas akan kehilangan energi lebih cepat ketimbang air dingin.

"Saat didinginkan di lemari pendingin, ikatan H-O melepaskan energi pada tingkat yang eksponensial tergantung pada energi awal yang disimpan dan karena itu efek Mpemba terjadi," kata Dr Changqing.

Prinsip Kerja Panci Presto

Bagaimana Prinsip Kerja Panci Presto...??

Ketika makan "bandeng presto" pernakah kalian bertanya-tanya:

Bagaimana panci presto bisa melunakkan daging dan tulang (duri) ikan bandeng?

Itulah pertanyaan yang terlintas di benakku saat pertama kali menjumpai masakan "bandeng presto". Yah, bagaimana tidak bertanya-tanya, ikan bandeng yang asalnya penuh duri bisa menjadi lunak begitu. jadi gak ogah lagi melahap ikan yang super gurih itu deh. maknyus bener emang si "bandeng presto". i like it.... :D

Dari pertanyaan di atas itu, akhirnya ku cari jawabannya. Sayangnya baru sempat nge-share di blog sekarang ini. Hmmm,,, gapapa lah, better late than never kan. hehehe....

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

Panci presto atau pressure cooker dikenal sebagai alat masak untuk membuat masakan menjadi cepat matang. kenapa bisa cepat matang?...


Prinsip yang digunakan pada panci presto adalah kenaikan titik didih. Secara teori, air akan mendidih pada suhu 100 derajat Celsius pada tekanan 1 atmosfer. Karena panci presto terbuat dari bahan stainless yang tebal dan kuat serta mempunyai tutup yang rapat, maka uap air yang yang dihasilkan saat proses pendidihan tidak mungkin keluar dan hanya  terkumpul dalam panci presto. Air yang terkumpul inilah yang membuat tekanan air dalam panci presto naik, yang menyebabkan temperatur didihnya juga naik menjadi >100 derajat Celsius. Tekanan berbanding lurus dengan Temperatur. Ingat...!! Hukum Gas Ideal: PV = nRT J

Oleh karena itu, panci presto mampu melunakkan daging maupun tulang (atau duri) yang sedang dimasak dalam waktu yang relatif lebih singkat. Sebagai pengaman, maka pada panci presto terdapat katup pengaman yang berfungsi untuk melepaskan tekanan uap pada saat berlebihan. 

*Semoga Bermanfaat*

prinsip kerja turbin

Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan elemen lain, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung dari jenis mekanisme yang digerakkan turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, seperti untuk pembangkit listrik.

Komponen-komponen Turbin Uap

  Komponen-komponen utama pada turbin uap yaitu

Cassing yaitu sebagai penutup (rumah) bagian-bagian utama turbin.
 Rotor yaitu bagian turbin yang berputar terdiri dari:

1. Poros
Berfungsi sebagai komponen utama tempat dipasangnya cakram-cakram sepanjang sumbu.
2. Sudu turbin atau deretan sudu
Berfungsi sebagai alat yang menerima gaya dari energi kinetik uap melalui nosel.
3. Cakram
 Berfungsi sebagai tempat sudu-sudu dipasang secara radial pada poros.
4.   Nosel
Berfungsi sebagai media ekspansi uap yang merubah energi potensial menjadi energi kinetik.
5.   Bantalan (bearing)
Merupakan bagian yang berfungsi uuntuk menyokong kedua ujung poros dan banyak menerima beban.
6.   Perapat (seal)
Berfungsi untuk mencegah kebocoran uap, perapatan ini terpasang mengelilingi poros. Perapat yang digunakan adalah :
1. Labyrinth packing
2. Gland packing
7.    Kopling
Berfungsi sebagai penghubung antara mekanisme turbin uap dengan mekanisme yang digerakkan.

 Klasifikasi Turbin Uap

       Turbin Uap dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yang berbeda berdasarkan pada konstruksinya, prinsip kerjanya dan menurut peoses penurunan tekanan uap sebagai berikut :
1.      Klasifikasi Turbin berdasarkan Prinsip Kerjanya
a.       Turbin Impulse
Turbin impuls atau turbin tahapan impuls adalah turbin sederhana berrotor satu atau banyak (gabungan ) yang mempunyai sudu-sudu pada rotor itu. Sudu biasanya simetris dan mempunyai sudut masuk dan sudut keluar.
Ciri-ciri dari turbin impuls antara lain:

 Proses pengembangan uap / penurunan tekanan seluruhnya terjadi pada sudu diam / nosel.
Akibat tekanan dalam turbin sama sehingga disebut dengan Tekanan Rata.

b.      Turbin Reaksi
      Turbin reaksi mempunyai tiga tahap, yaitu masing-masingnya terdiri dari baris sudu tetap dan dua baris sudu gerak. Sudu bergerrak turbin reaksi dapat dibedakan dengan mudah dari sudu impuls karena tidak simetris, karena berfungsi sebagai nossel bentuknya sama dengan sudu tetap walaupun arahnya lengkungnya berlawanan.
Ciri-ciri turbin ini adalah :

Penurunan tekanan uap sebagian terjadi di Nosel dan Sudu  Gerak
Adanya perbedaan tekanan didalam turbin sehingga disebut Tekanan Bertingkat.

PRINSIP KERJA TERMOS

PRINSIP KERJA TERMOS . Termos Vacuum Flash adalah alat bantu komponen yang mempunyai fungsi untuk menyimpan air, di sini menyimpan air tidak hanya menyimpan air biasa tetapi juga menjaga suhu air agar tetap. Contohnya bila diisi air panas maka suhu air dalam termos akan tetap tinggi karena panas tidak bisa merambat pada dinding termos.

Penemuan vacuum flask (tabung hampa udara) oleh Sir James Dewar di OxfordUniversity menjadi cikal bakal penemuan termos tempat menyimpan air panas dan dingin untuk minuman. Penemuan yang di ciptakan secara tidak sengaja ini menjadi produk hotter atau cooler bagi produk minuman di dunia. James Dewar lahir pada tanggal 20 September 1842 di Kincardineon-Fourth, Scotlandia. Ia dibesarkan dari keluarga berprofesi sebagai pedagang anggur. Semenjak kecil dan dewasa ia tinggal di kota kelahirannya. Setelah lulus dari bangku sekolah, ia melanjutkan pendidikan ke Universitas Edonburgh dan m,enjadi murid ilmuan kimia Lyon Playfair.

Menurut Teori Pertukaran dari Henry Prevost Babbage (1824 – 1918) bahwa benda yang lebih dingin selalu menyerap gelombang panas dari benda yang lain sampai keduanya mempunyai temperatur yang sama. Didasarkan pada teori ini maka teh yang panas ataupun dingin dalam termos akan kehilangan panas atau menyerap panas dari tempatnya. Namun, termos sudah didesain agar bisa menghambat ketiga cara panas berpindah: konduksi, konveksi, dan radiasi.

Lalu Bagaimana Prinsip Kerja Termos?

Prinsip kerja termos itu sederhana. Termos menggunakan bahan yang bersifat adiabatik. Bahan adiabatik secara ideal menghambat atau tidak memungkinkan terjadinya interaksi, antara sistem dengan lingkungan.

Kalau tidak ada interaksi antara sistem dan lingkungan, maka tidak ada perpindahan kalor antara sistem dalam termos dengan lingkungannya. Akibatnya tidak terjadi pertukaran temperatur.

Dengan menggunakan bahan adiabatik ini termos mampu mempertahankan suhu air yang berada di dalamnya. Air panas yang udah masuk termos tidak cepat dingin.

konveksi

Konveksi adalah salah satu dari tiga cara perpindahan panas atau kalor; radiasi dan konduksi menjadi dua lainnya. Artikel berikut akan memberikan beberapa contoh konveksi dalam kehidupan sehari-hari, dan ilmu dasar di balik perpindahan panas konveksi. Konveksi adalah gerakan molekul dalam fluida (cairan atau gas). Perpindahan panas secara konveksi yang disebabkan oleh gerakan molekul dalam cairan. Ketika molekul dipanaskan, akan terjadi peningkatan suhu mereka dan mereka cenderung untuk menjauh dari satu sama lain. Hal ini karena gerakan ini bahwa perpindahan panas terjadi. Dalam jenis perpindahan panas, gerakan fisik cairan akan berlangsung tidak seperti konduksi. Gerakan fisik yang dikenal sebagai arus konveksi. Arus ini adalah alasan di balik arus laut, dan angin darat dan laut. Cobalah eksperimen berikut untuk melihat efek dari arus konveksi dan untuk mempelajari aliran panas dalam cairan. Anda akan membutuhkan • 2 botol kosong • makanan cair Berwarna • Sepotong karton kecil atau kartu bermain lama • Air Metode Panaskan air dalam panci dan tuangkan di salah satu botol. Tambahkan beberapa tetes pewarna terhadap air yang hangat. Sekarang, isi botol lainnya dengan air dingin. Tempatkan potongan karton pada botol air dingin dan membalikkannya secara terbalik. Tempatkan botol ini pada botol lain dan perlahan-lahan hilangkan potongan kardus. Anda akan melihat bahwa air panas naik dalam botol yang berisi air dingin. Ini perpindahan cairan adalah karena arus konveksi. Tip: Gunakan warna makanan yang menonjol sehingga perpindahan terlihat jelas. Sejumlah aplikasi kehidupan nyata yang menggunakan prinsip di atas akan diberikan disini. Selain itu, motode perpindahan panas ini dapat dilihat di banyak fenomena alam. Di sini kita melihat beberapa contoh konveksi. Angin Darat dan Laut Seperti yang dinyatakan sebelumnya, udara panas atau cairan yang berada pada suhu yang lebih tinggi menggantikan cairan pada suhu yang lebih rendah. Pembentukan angin di darat atau laut adalah contoh dari konveksi. Anda mungkin telah mengamati bahwa tanah di dekat laut lebih hangat di sore hari daripada di malam hari. Udara hangat ini naik oleh prinsip konveksi, dan digantikan oleh udara dingin. Demikian pula, pada malam hari, udara di dekat laut lebih hangat daripada di pantai. Itu karena udara hangat naik dan digantikan oleh udara dingin. Radiator Ya, radiator adalah sebuah aplikasi dari arus konveksi. Pada radiator, elemen pemanas ditempatkan di bagian bawah mesin. Dengan demikian, udara hangat dari elemen pemanas ini digantikan oleh udara dingin. Kulkas Peralatan freezer kulkas ditempatkan di bagian atas. Alasan di balik ini adalah bahwa udara hangat di dalam lemari es akan naik tapi udara dingin di wilayah freezer akan tenggelam dan menjaga bagian bawah kulkas hangat. Air Kondisioner Peralatan pendingin pada AC ditempatkan di bagian atas. Dengan demikian, udara hangat naik sampai unit pendingin, digantikan oleh udara dingin, dan ruangan akan didinginkan. Air mendidih Merebus air dalam sebuah mangkuk juga beroperasi pada prinsip konveksi. Ketika air mulai semakin dipanaskan, molekul air berkembang dan bergerak dalam panci. Dengan demikian, panas dipindahkan ke bagian lain dari panci dan air dingin mulai tenggelam sementara air hangat naik. Balon udara Panas Alasan utama di balik balon udara panas tinggal di udara untuk waktu yang lama, adalah terkait dengan prinsip konveksi. Udara di dalam balon terus dipanaskan, yang membuatnya lebih hangat. Udara hangat ini naik dan balon juga. Hujan badai Udara hangat dari lautan naik di udara dan berubah menjadi tetesan air jenuh yang membentuk awan. Ketika proses ini terus berlanjut, awan kecil saling bertabrakan dan awan besar terbentuk. Setelah mencapai tahap pertumbuhan akhir, awan kumulonimbus atau badai terbentuk. Konveksi Oven Dalam konveksi oven, prinsip konveksi paksa yang digunakan. Udara di kompartemen dipaksa dengan panas dengan menggunakan elemen pemanas. Karena pemanasan ini, molekul udara berkembang dan bergerak. Makanan yang dimasak di dalam karena udara hangat ini. Minuman mengepul Contoh paling sederhana dari konveksi adalah minuman mengepul. Anda mungkin melihat uap yang diamati keluar dari secangkir teh panas atau kopi. Karena panas dari cairan, udara hangat naik ke atas. Udara hangat ini adalah uap.

analisis termodinamika

Flow work

Flow work adalah energi yang diperlukan untuk mendorong fluida masuk atau keluar dari control volume,merupakan bagian dari energi yang dibawa oleh fluida.

Kita tinjau gambar di atas. Jika tekanan fluida P , luas penampang saluran A, maka gaya yang bekerja pada elemen fluida oleh piston imajiner adalah : F = P A  Untuk memasukkan seluruh elemen fluida ke dalam control volume maka gaya akan bekerja masuk ke dalam control volume :  Wflow = F L = P A L = P V (kJ) Dalam basis massa : wflow = P v (kJ/kg)

STEADY FLOW PROCESS

Proses-proses yang dijumpai dalam sistem keteknikan sangat bervariasi, mulai dari yang sangat sederhana sampai yang rumit. Dalam beberapa hal, proses yang rumit dapat disederhanakan menjadi bagian yang sederhana(dengan pengandaian-pengandaian). Turbin, kompresor dan nozle beroperasi untuk waktu yang lama dengan kondisi yang sama. Peralatan seperti itu diklasifikasikan sebagaisteady flow devices. Proses dari peralatan steady dapat dianalisis dengan suatu idealisasi proses yang disebut “steady flow process”. Steady flow process didefinisikan sebagai suatu proses di mana fluida mengalir dalam control volume secara steady. Hal ini berarti bahwa property dapat berubah dari titik ke titik di dalam control volume tetapi pada setiap titik selalu konstan selama proses.

Karakteristik steady flow process 1. Selama proses tidak ada property yang berubah terhadap waktu. Jadi volume V, massa m dan total energi E konstan. Akibatnya boundary work nol dan total massa dan energi yang masuk control volume sama dengan total massa dan energi yang keluar control volume. Dengan kata lain selama proses kandungan enegi dan massa dari kontrol volume tetap, tidak berubah terhadap waktu. 2. Selama proses sifat fluida di inlet dan outlet tidak berubah terhadap waktu 3. Interaksi energi (berupa panas dan kerja) antara sistem control volume dengan sekelilingnya tidak berubah terhadap waktu Proses dengan perubahan sifat-sifat fluida secara periodik dapat dianalisis sebagai steady flow process.

STEADY FLOW DEVICES 1.

Nozle dan diffuser

Nozle : menambah kecepatan fluida Difuser : menaikkan tekanan fluida dengan menurunkan kecepatan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan

·         Q ≅ 0. Laju perpindahan panas antara fluida yang mengalir di dalam nozle atau difuser dengan sekeliling biasanya sangat kecil walaupun tidak diisolasi. Hal ini karena kecepatan fluida cukup tinggi sehingga tidak cukup waktu untuk terjadi transfer panas. Oleh sebab itu jika tidak ada data mengenai transfer panas, prosesnya dianggap adiabatik

·         W ≅ 0 Kerja di dalam nozle dan difuser nol karena hanya berupa bentuk penampang saluran.

·         Δke ≠ 0. Pada waktu fluida melewati nozle aatau difuser terjadi perubahan kecepatan yang besar sehingga perubahan energi kinetik harus diperhitungkan dalam analisis.

·         Δpe = 0. Biasanya tidak terdapat perbedaan elevasi, sehingga faktor energi potensial dapat diabaikan.

Turbin dan kompresor

Di dalam steam power plants peralatan yang menggerakkan generator adalah turbin. Fluida masuk kedalam turbin dan menggerakkan sudu-sudu sehingga memutar poros. Kerja yang dihasilkan turbin adalah positif karena dilakukan oleh fluida. Kompresor adalah alat untuk menaikkan tekanan fluida, seperti juga pompa dan fan. Fan menaikkan tekanan untuk menggerakkan udara sekitar. Kompresor untuk menaikkan tekanan gas menjadi tekanan yang sangat tinggi. Pompa sama seperti kompresor tetapi untuk fluida cair. Beberapa hal yang perlu diperhatikan

·         Q ≅ 0. Laju perpindahan panas kecil dibandingkan dengan kerja poros kecuali ada pendinginan, sehingga dapat diabaikan kecuali ada pendinginan.

·         W ≅ 0. Pada persoalan ini pasti ada kerja poros. Pada turbin berupa daya output, pada pompa dan kompresor berupa daya input.

·         Δke ≅ 0. Perubahan kecepatan fluida biasanya hanya menyebabkan perubahn energi kinetik yang tidak signifikan kecuali pada turbin.

·         Δpe = 0. Perubahan energi potensial biasanya kecil sehingga dapat diabaikan.

Throttling valves

Proses throttling terjadi bila aliran fluida mengalami kehilangan tekanan sewaktu melewati hambatan. Throttling valve menyebabkan penurunan tekanan (pressure drops) di dalam fluida. Pressure drops biasanya diikuti penurunan temperatur yang besar. Pada throttling valve biasanya diasumsikan adiabatik (q ≅0) karena tidak cukup waktu dan daerah untuk terjadinya perpindahan panas. Faktor kerja juga tidak ada (w ≅ 0). Perubahan energi potensial sangat kecil sehingga bisa diabaikan (Δpe ≅ 0). Meskipun kecepatan keluar lebih besar dari kecepatan masuk tetapi dalam banyak kasus perubahan energi kinetik tidak signifikan (Δke ≅ 0).

Sehingga persamaan kekekalan energi menjadi : h2 ≅ h1 (kJ/kg) (4.20) u2 + P2 v2 = u1 + P1 v1 atau energi dalam + flow enegi = konstan Enthalpy pada inlet dan exit sama, disebut proses isenthalpic. Jika flow work naik (P2v2 > P1v1) maka energi dalam akan turun dan diikuti turunnya temperatur. Jika flow work turun (P2v2 < P1v1) maka energi dalam dan temperatur naik.

Heat exchanger

Merupakan perlatan untuk menukar kalor. Di dalam heat exchanger tidak ada interaksi kerja (w = 0) dan perubahan energi kinetik serta energi potensial diabaikan (Δke ≅ 0, Δpe ≅ 0). Perpindahan panas tergantung bagaimana memilih control volumenya. Jika seluruh bagian dipilih sebagai control volume maka tidak terjadi perpindahan panas (Q ≅ 0). Tetapi jika hanya satu fluida yang dipilih sebagai control volume maka ada perpindahan panas dari satu fluida ke fluida yang lain (Q ≠ 0).