Tuangkan minuman dingin ke dalam gelas pada hari musim panas dan segera, tetesan air akan terbentuk di bagian luar gelas. Bagaimana kondensasi pada kaca ini terjadi dan dari mana air berasal? Pemahaman tentang keadaan dan fase materi menjawab pertanyaan-pertanyaan ini.
Keadaan Materi
Pertimbangkan tiga keadaan materi: padat, cair, dan gas.
Di sebuah padat, partikel yang dikemas berdekatan seperti blok bangunan dan memiliki bentuk yang pasti. Partikel padatan tidak akan banyak bergerak, tetapi mereka akan memiliki getaran dari partikel subatomik seperti elektron yang terus bergerak.
cairan akan sesuai dengan bentuk wadah — seperti minuman es dingin yang dituangkan ke dalam gelas, tempat cairan mengisi wadah. Dalam cairan, partikel-partikelnya dikemas secara longgar dan dapat mengalir satu sama lain.
gas tidak memiliki bentuk yang pasti dan akan memuai untuk mengisi wadah. Ada begitu banyak ruang di antara partikel-partikel gas sehingga partikel-partikel itu jarang bersentuhan satu sama lain.
Keadaan Materi: Perubahan Fase
Air dapat bergerak melalui tiga keadaan materi tergantung pada suhu. Ini dapat ditemukan sebagai padatan dalam es, air cair dan sebagai gas dalam uap air.
Perhatikan diagram alir di bawah ini tentang bagaimana keadaan fase materi satu sama lain; proses dimana ini terjadi diberi nama:
Padat → dalam pencairan berubah menjadi → cair → dalam penguapan berubah menjadi → gas
Kebalikannya adalah:
Gas → dalam kondensasi berubah menjadi → cair → dalam pembekuan berubah menjadi → padat
Perhatikan bahwa proses kondensasi adalah ketika gas berubah menjadi cair. Dengan air, ini berarti uap air telah berubah menjadi air cair.
Definisi kimia kondensasi adalah proses perubahan zat dari gas menjadi cair. Proses ini disebabkan oleh perubahan sebagian besar suhu, tetapi juga tekanan.
Proses Kondensasi dan Energi
Tinjau diagram aliran untuk gas menjadi cair:
Gas → dalam kondensasi berubah menjadi → cair
Juga ingat bagaimana molekul bertindak baik dalam keadaan gas dan cair. Dalam gas, partikel memiliki energi kinetik yang tinggi. Dalam zat cair, energi kinetiknya lebih kecil. Gas harus kehilangan energi untuk menjadi cair.
Molekul air dalam keadaan gas kehilangan energi panas, memperlambat gerakannya dan mulai "menempel" bersama untuk membentuk cairan.
Kondensasi: Siklus Air
Manik-manik air telah muncul di kaca, dan, dari definisi, ini berarti bahwa uap air telah mengembun menjadi cairan pada permukaan kaca.
Uap air ini selalu ada di udara, bahkan pada hari yang cerah. Air selalu mengembun dan menguap (kebalikan dari kondensasi) di udara. Memahami siklus air pada titik kondensasi dapat membantu mengenali bagaimana air terbentuk pada gelas dingin.
Dalam siklus air, uap air yang didorong ke atmosfer atas yang lebih dingin memperlambat laju penguapan hingga kurang dari laju kondensasi. Kondensasi terjadi pada tingkat yang lebih cepat, dan molekul air gas mengembun di sekitar udara kecil partikel debu, garam, dan asap untuk membentuk tetesan kecil yang dapat tumbuh dengan mengumpulkan lebih banyak air cair molekul.
Kondensasi pada Kaca
Mirip dengan atmosfer atas yang lebih dingin, karena kaca dalam contoh kita dari awal menjadi dingin dari es dalam minuman, itu mencapai suhu di mana kondensasi terjadi pada tingkat yang lebih tinggi daripada penguapan. Bahkan pada hari yang panas, dan meskipun udara panas dapat menampung lebih banyak uap air daripada udara dingin, ada batas atas berapa banyak uap air yang dapat ditampung oleh udara.
Pergerakan partikel dapat menjelaskan peningkatan laju kondensasi ini. Ketika udara panas bersentuhan dengan kaca dingin, panas dipindahkan dari udara panas ke kaca dingin. Hilangnya panas di udara sekitar menyebabkan uap air oleh kaca kehilangan energi. Setelah energi hilang, uap air mengembun menjadi cairan di kaca.
Setelah es mencair dalam minuman, suhu cairan di dalam gelas dan udara di sekitarnya akan menjadi seimbang, dan kondensasi pada gelas tidak akan terbentuk lagi.