Air merupakan zat penting yang menyusun kehidupan di Bumi. Pemanasan air menjadi proses yang sangat umum ditemui dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada saat memasak atau menghasilkan uap air pada suatu industri. Secara umum, suhu air akan naik seiring dengan penambahan kalor yang diberikan. Namun, pada kondisi tertentu suhu air tidak berubah lagi meskipun pemanasan terus dilakukan. Artikel ini akan membahas alasan di balik fenomena tersebut.
Hubungan Antara Kalor dan Suhu Air
Sebelum memahami mengapa suhu air tidak berubah meskipun pemanasan terus dilakukan, kita perlu mempelajari hubungan antara kalor dan suhu air. Kalor adalah energi yang ditransfer antara sistem dan lingkungannya karena perbedaan suhu. Suhu air akan berubah jika ada transfer kalor.
Pada suatu tekanan tetap, hubungan kalor yang diberikan (Q) dan perubahan suhu air (ΔT) dapat ditulis dalam persamaan:
Q = m × c × ΔT
Di mana m adalah massa air, dan c adalah kalor jenis air (sekitar 4.18 J/g·°C). Persamaan ini menunjukkan kalor yang diberikan akan mengubah suhu air sebanding dengan perubahan kalor yang diberikan.
Titik Didih Air dan Perubahan Fasa
Pada suhu 100 derajat Celcius, air mencapai titik didihnya (pada tekanan atmosfer 1 atm). Pada titik ini, air mulai mengalami perubahan fasa: dari cair menjadi gas (uap air). Perubahan fasa ini memerlukan energi yang disebut kalor lebur atau kalor penguapan.
Tekanan yang lebih rendah bisa menurunkan titik didih air menjadi nilai yang lebih rendah juga. Sebaliknya, tekanan yang lebih tinggi akan meningkatkan titik didih air.
Fenomena Suhu Air Tidak Berubah Lagi Walaupun Pemanasan Diteruskan
Dijelaskan sebelumnya, pada suhu 100 derajat Celcius, air mulai mengalami perubahan fasa. Pada titik ini, energi dalam bentuk kalor yang ditambahkan ke air tidak lagi digunakan untuk meningkatkan suhu air, melainkan untuk mengubah fasa cairnya menjadi uap air. Proses penguapan ini memerlukan energi yang cukup besar, sekitar 40.7 kJ/mol.
Perubahan suhu dikendalikan oleh energi yang diberikan sebagai kalor. Oleh karena itu, ketika kalor yang diberikan digunakan untuk perubahan fasa, maka suhu air tidak akan berubah lagi walaupun pemanasan terus dilakukan, sampai semua air berubah menjadi uap air.
Kesimpulan
Fenomena suhu air tidak berubah lagi pada 100 derajat Celcius walaupun pemanasan diteruskan disebabkan oleh perubahan fasa yang terjadi pada titik didih air. Ketika air mencapai titik didihnya, kalor yang diberikan digunakan untuk mengubah fasa cair menjadi gas (uap air) sehingga suhu air tidak meningkat lagi.
