Proyek Sains: Pengaruh Suhu pada Cairan

Cairan didefinisikan sebagai zat cair yang tidak memiliki bentuk tetap tetapi volumenya tetap; itu adalah salah satu dari tiga keadaan materi. Cairan memiliki kemampuan untuk mengalir dan juga mengambil bentuk wadah. Pada saat yang sama, ia menahan kompresi dan mempertahankan kepadatan yang cukup konstan. Mengingat bahwa suhu secara langsung mempengaruhi energi kinetik molekul dalam cairan, efek suhu pada cairan dapat dijelaskan dalam istilah teori kinetik-molekul.

Peningkatan suhu cairan menyebabkan peningkatan kecepatan rata-rata molekulnya. Saat suhu cairan meningkat, molekul bergerak lebih cepat sehingga meningkatkan energi kinetik cairan. Selanjutnya, semakin tinggi suhu cairan, semakin rendah viskositas karena peningkatan energi kinetik mengurangi gaya tarik antarmolekul. Viskositas adalah besaran yang menggambarkan tahanan suatu fluida untuk mengalir. Karena energi kinetik berbanding lurus dengan suhu, cairan yang dipanaskan cukup membentuk gas. Sifat ini dapat ditunjukkan dalam eksperimen dengan memanaskan cairan. Pembakar Bunsen adalah salah satu metode yang paling umum digunakan untuk memanaskan cairan di laboratorium sains.

Saat suhu cairan turun, kecepatan molekulnya melambat. Karena kecepatan molekul melambat, energi kinetik juga berkurang, sehingga meningkatkan daya tarik antarmolekul cairan. Daya tarik ini pada gilirannya membuat fluida lebih kental karena viskositas berbanding terbalik dengan suhu suatu fluida. Oleh karena itu, jika cairan didinginkan cukup, kemungkinan akan mengkristal, berubah menjadi bentuk padatnya. Properti ini dapat ditunjukkan dalam eksperimen sederhana yang melibatkan freezer dan berbagai jenis cairan.

Massa jenis zat cair dipengaruhi oleh perubahan suhu. Peningkatan suhu umumnya menurunkan densitasnya dan sebaliknya. Selama eksperimen, sehubungan dengan volume, cairan umumnya memuai saat dipanaskan dan menyusut saat didinginkan. Dalam istilah yang lebih sederhana, cairan meningkat volumenya dengan peningkatan suhu yang substansial dan penurunan volume dengan penurunan suhu yang signifikan. Pengecualian penting, bagaimanapun, adalah air yang memiliki suhu antara 0 °C dan 4 °C.

Selama percobaan, ketika suhu cairan diubah, cairan mengalami transformasi tertentu yang mempengaruhi keadaan keberadaannya. Misalnya, ketika cairan dipanaskan, itu akan menguap dan berubah menjadi gas. Titik di mana cairan berubah menjadi gas dikenal sebagai titik didihnya. Ketika suhu diturunkan ke tingkat di mana cairan mengkristal dan menjadi padat, titik di mana ia berubah keadaan dikenal sebagai titik beku.