Mengapa gunung es dan es batu dapat terapung pada permukaan air laut? Bukankah benda padat umumnya lebih berat daripada zat cair?
Umumnya ,ya. Akan tetapi, air adalah pengecualiannya. Sebagian orang
mungkin berpendapat bahwa pertanyaan tersebut merupakan pertanyaan yang
mudah, padahal jawabannya sama penting dengan perkara hidup dan mati. Apabila es tidak mengapung di air, kita tidak mungkin pernah ada di sini untuk membahasnya.
Terapungnya es pada air begitu penting bagi kita sehingga kita tidak menyadari bahwa fenomena tersebut sesungguhnya sebuah fenomena luar biasa. Ketika kebanyakan zat cair lain membeku, wujud padat menjadi lebih padat, lebih berat daripada wujud cair masing-masing untuk volume yang sama. Ini sesuai dengan yang kita harapkan, karena dalam wujud padat molekul-molekul
berkumpul lebih rapat di bandingkan dengan molekul-molekul dalam wujud
cair yang saling selip dengan mudah, maka merupakan hal yang wajar
apabila wujud padat akan lebih berat dan tenggelam.
Alasan air memiliki perilaku yang berbeda dengan zat cair lainnya terletak pada cara molekul-molekul air ketika saling berhubungan dengan sesama molekul air dalam sebongkah es. Antarmolekul air terbentuk suatu ikatan yang di namakan ikatan hidrogen.
Seperti
halnya dengan molekul-molekul zat padat, molekul-molekul membentuk
semacam kerangka terbuka. Molekul-molekul air padat justru terpisah
lebih besar di banding molekul-molekul air dalam bentuk cair, maka tidak
mengherankan apabila es memerlukan ruang lebih besar daripada air. Air
dengan berat tertentu menempati ruang sekitar 9 persen lebih besar
ketika berwujud es di banding ketika berwujud cair.
Sewaktu kita mendinginkan air dari suhu ruang,
air itu semakin padat, sama seperti zat cair lain. Karena gerakan
molekul-molekulnya semakin lamban maka tidak memerlukan ruang banyak.
Kebanyakan zat cair terus semakin padat sampai membeku. Dan wujud
padatnya akan memiliki kerapatan paling tinggi. Namun tidak demikian halnya dengan air.
Air menjadi lebih padat hanya sampai pada titik tertentu. Pada saat air didinginkan sampai 4oC, perilaku air mulai unik. Hal itu terjadi karena ikatan hidrogen mulai terbentuk. Akhirnya pada suhu nol derajat celcius, air membeku menjadi es dan kerapatannya menjadi yang terendah. Itulah sebabnya es mengapung di air.
Kenyataan bahwa air mempunyai kerapatan maksimum pada suhu 4o C memiliki konsekuensi lebih lanjut yang bermakna bagi makhluk hidup. Katika cuaca dingin menyejukkan permukaan sebuah danau air tawar,
air di permukaan menjadi lebih padat lalu tenggelam. Tempat yang di
tinggalkan segera di tempai oleh bagian air yang lain, sampai seluruh
air dalam danau menjadi dingin dan tenggelam. Hal tersebut berlangsung
terus sampai seluruh air dalam danau memperoleh kesempatan untuk
didinginkan sampai mencapai puncak pada 4oC, kemudian tenggelam. Baru setelah itu permukaan air dapat menapaki empat derajat celsius terakhir untuk sampai ke titik beku air. Yakni nol derajat celsius.
Pada
saat lapisan es terbentuk di permukaan danau, seluruh air dalam danau
mempunyai suhu empat derajat celcius. Tidak peduli berapa dingin cuaca
di luar. Air yang dapat menjadi lebih dingin dari empat derajat akan
tetap di atas (karena lebih ringan), dan ikan di bawah lapisan es tidak
pernah merasakan lebih dingin dari itu, apalagi sampai membeku. Itulah
alasan lain mengapa sifat khas dari air ini berjasa dalam mempertahankan
kehidupan di bumi.
0 comments:
Posting Komentar