Fenomena Air Versi Fisika

Air mempunyai kemampuan untuk membasuh, menenangkan dan memelihara. Di sisi lain, air juga memiliki kekuatan brutal mirip dikala tsunami.

Orang bijaksana China, Lao Tzu, sempat menyampaikan, tak ada yang lebih lunak dan lebih lemah dari air namun tak ada yang lebih baik untuk menyerang benda keras dibanding air. Air mendominasi dua pertiga badan insan dan menyelimuti tiga perempat Bumi yang menjadikannya sungguh misterius.

Di sisi lain, air akan sangat mengagetkan Anda, bahkan mampu mementahkan pengertian ilmiah.

Beku

Orang logis pasti menilai butuh waktu lebih lama bagi air panas untuk mencapai suhu nol deraja celcius dan membeku dibanding air masbodoh. Anehnya pada 1963, siswa SMA Tanzanian Erasto Mpemba menemukan, air panas lebih singkat beku dibanding air dingin dan tak seorang pun mengetahui mengapa begitu.

Salah satu kemungkinan yang ada ialah proses sirkulasi panas yang disebut konveksi. Dalam wadah air, ketika hangat naik ke atas mendorong air yang lebih cuek di bawahnya maka akan tercipta ‘hot pop’. Ilmuwan memperhitungkan, konveksi ini mampu mempercepat proses pendinginan dan segera meraih titik beku.

Zat licin

Pemeriksaan ilmuwan satu setengah era belum sukses memecahkan mengapa permukaan es licin. Ilmuwan setuju, lapisan tipis air cair di atas es beku menjadi penyebabnya. Hingga sekarang, tak ada konsensus mengapa es mempunyai lapisan itu.

Teori mengira, lapisan ini timbul balasan ski atau terpeleset sehingga terjadi kontak dengan es yang lalu meleleh. Lainnya mengira, lapisan cair ini ada akibat gerak inheren molekul permukaan. Namun faktanya, hingga sekarang, misteri ini belum terpecahkan.

Aquanut

Di Bumi, air mendidih membuat ribuan gelembung kecil. Di luar angkasa, air mendidih menciptakan satu gelembung besar. Dinamika fluida ini sungguh rumit sampai fisikawan tak mengenali apa yang terjadi pada air mendidih pada kondisi bergravitasi nol sampai eksperimen dilakukan pada 1992.

Fisikawan menetapkan, fenomena ini ialah hasil ketiadaan dua fenomena yang disebabkan gravitasi, yakni konveksi dan daya pengapungan. Berikut videonya (http://www.youtube.com/watch?v=3GG9ApFyBms&feature=player_embedded)

Cairan melayang

Saat tetes air mendarat di permukaan yang lebih panas dari titik didih, air bisa bergerak cepat di permukaan jauh lebih usang dari prasangka. Efek yang disebut leidenfrost ini terjadi ketika lapisan terbawah air menguap dan molekul gas air di lapisan itu tidak memiliki tujuan. Akibatnya, sisa tetes air tak jatuh di permukaan panci panas. Berikut videonya (http://www.youtube.com/watch?v=RHhAgzIVHvo&feature=player_embedded).

Selaput abnormal

Terkadang, air tampak menolak hukum fisika. Kekuatan tensi permukaan yang menciptakan lapisan terluar badan air berlaku seperti selaput fleksibel. Tensi permukaan timbul akhir ikatan molekul air saling merenggang. Karenanya, molekul mengalami tarikan ke dalam dari molekul di bawahnya.

Air akan menyatu hingga ada tenaga meruntuhkan ikatan lemah itu. Misalnya, pada klip kertas yang tetap berada di atas air meski besi lebih padat dari air dan sebaiknya karam, tensi permukaan mencegahnya.

Salju Mendidih

Saat terdapat gradien suhu besar, sebuah imbas mengejutkan akan terjadi. Jika air mendidih bersuhu 100C disiram ke udara yang bersuhu -34C, maka air berkembang menjadi salju dan melayang. Hal ini terjadi alasannya adalah udara hambar ekstrim sangat padat dan tak siap merilis uap air.

Di sisi lain, air mendidih siap merilis uap. Saat air dilempar ke udara, udara terpecah menjadi tetesan dan disinilah letak masalahnya. Banyaknya uap yang melebihi batas udara membuat ‘partisipan’ bermetamorfosis partikel mikroskopik di udara dan menciptakan salju. Berikut videonya (http://www.youtube.com/watch?v=ZGjwe-BCfms&feature=player_embedded).

Ruang Kosong

Bentuk padat tiap zat niscaya lebih padat dari bentuk cairnya tetapi hal ini tak berlaku bagi air. Saat air membeku, volumenya meningkat 8%. Perilaku ajaib ini membuat bongkahan es mampu mengambang. Serupa benda solid lain, perbedaan yang ada yaitu struktur heksagonal kristal es yang menyisihkan banyak ruang kosong yang menciptakan es tak padat.

Tak Ada Duanya

Dalam sejarah salju, tiap struktur anggun ini sungguh unik. Alasannya, pecahan salju berawal dari prisma heksagonal sederhana. Kepingan salju turun dipengaruhi suhu, tingkat kelembaban dan tekanan udara yang menjadikannya tak pernah ada yang kembar. Menariknya, cuilan salju senantiasa berkembang dengan sinkronisasi tepat.

Asal Usul Air

Asal undangan yang menyelimuti 70% permukaan Bumi masih menjadi misteri bagi ilmuwan. Menurut ilmuwan, air yang ada di Bumi 4,5 miliar tahun silam menguap akhir panasnya matahari muda. Artinya, air di Bumi dikala ini bukan berasal dari Bumi itu sendiri.

Terdapat teori, 4 miliar tahun silam di periode Late Heavy Bombardment, terdapat benda masif memukul Bumi dan benda ini berisi air. Selain itu, terdapat teori komet menjadi ‘dalang’ pemberi air bagi planet residensial manusia ini.

Kini muncul dilema baru, air yang ada menguap dari komet utama (Halley, Hyakutake, dan Hale-Bopp) mempunyai jenis yang berlawanan dari H2O Bumi yang menunjukkan, komet ini mampu jadi bukan sumber semua air yang ada.