Air Menurut Fisika

Air memiliki kemampuan untuk membasuh, menenangkan dan memelihara. Di sisi lain, air juga memiliki kekuatan brutal seperti saat tsunami.

Orang bijaksana China, Lao Tzu, sempat mengatakan, 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 tubuh manusia dan menyelimuti tiga perempat Bumi yang membuatnya sangat misterius.

Di sisi lain, air akan sangat mengejutkan Anda, bahkan mampu mementahkan pemahaman ilmiah.

Beku

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

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

Zat licin

Pemeriksaan ilmuwan satu setengah abad belum berhasil memecahkan mengapa permukaan es licin. Ilmuwan sepakat, lapisan tipis air cair di atas es beku menjadi penyebabnya. Hingga kini, tak ada konsensus mengapa es memiliki lapisan itu.

Teori menduga, lapisan ini muncul akibat ski atau terpeleset sehingga terjadi kontak dengan es yang kemudian meleleh. Lainnya menduga, lapisan cair ini ada akibat gerak inheren molekul permukaan. Namun faktanya, hingga kini, misteri ini belum terpecahkan.

Aquanut

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

Fisikawan memutuskan, fenomena ini merupakan 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 lama dari dugaan. Efek yang disebutleidenfrost ini terjadi saat lapisan terbawah air menguap dan molekul gas air di lapisan itu tak punya tujuan. Akibatnya, sisa tetes air tak jatuh di permukaan panci panas. Berikut videonya (http://www.youtube.com/watch?v=RHhAgzIVHvo&feature=player_embedded)

Selaput gila

Terkadang, air tampak menolak hukum fisika. Kekuatan tensi permukaan yang membuat lapisan terluar badan air berlaku seperti selaput fleksibel. Tensi permukaan muncul akibat 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 seharusnya tenggelam, tensi permukaan mencegahnya.

Salju Mendidih

Saat terdapat gradien suhu besar, sebuah efek mengejutkan akan terjadi. Jika air mendidih bersuhu 100C disiram ke udara yang bersuhu -34C, maka air berubah menjadi salju dan terbang. Hal ini terjadi karena udara dingin 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’ berubah menjadi 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 pasti lebih padat dari bentuk cairnya namun hal ini tak berlaku bagi air. Saat air membeku, volumenya meningkat 8%. Perilaku aneh ini membuat bongkahan es bisa mengambang. Serupa benda solid lain, perbedaan yang ada adalah struktur heksagonal kristal es yang menyisakan banyak ruang kosong yang membuat es tak padat.

Tak Ada Duanya

Dalam sejarah salju, tiap struktur cantik ini sangat unik. Alasannya, kepingan salju berawal dari prisma heksagonal sederhana. Kepingan salju turun dipengaruhi suhu, tingkat kelembaban dan tekanan udara yang membuatnya tak pernah ada yang kembar. Menariknya, kepingan salju selalu tumbuh dengan sinkronisasi sempurna.

Asal Usul Air

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

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

Kini muncul masalah baru, air yang ada menguap dari komet utama (Halley, Hyakutake, dan Hale-Bopp) memiliki jenis yang berbeda dari H2O Bumi yang menunjukkan, komet ini bisa jadi bukan sumber semua air yang ada.

Fakta Kalo Fisika itu Asik :)

Kata banyak orang, Fisika itu bikin boring ! Gag juga kok, malah asik, unik :)

Menurut penulis We Need to Talk About Kevin, Marcus Crown, berikut 10 fakta fisika aneh itu:

1. Jika matahari terbuat dari pisang.

Matahari panas karena beratnya yang luar biasa, sekitar bermiliar-miliar ton dan membuatnya menjadi inti tekanan kolosal. Tekanan besar menimbulkan temperatur besar. Jika matahari terbuat dari pisang, maka beratnya akan bermiliar-miliar ton dan memiliki efek yang sama dengan matahari.

2. Semua materi pembuat ras manusia dapat masuk dalam kotak gula.

Atom merupakan 99,9999999999999999% ruang kosong. Jika semua atom dipaksa bersatu dan menghilangkan ruang di antaranya seperti kotak gula, maka massanya sekitar 10 kali massa manusia hidup. Hal ini serupa yang terjadi pada bintang netron, massa super padat peninggalan supernova.

3. Peristiwa di masa depan dapat mempengaruhi peristiwa di masa lalu.

Keanehan dunia kuantum didokumentasikan. Tetapi keanehan itu semakin aneh. Menurut eksperimen fisikawan John Wheeler dan peneliti lain pada 2007, perubahan partikel masa kini dapat mengubah partikel pada masa lalu.

4. Hampir sebagian besar semesta menghilang

Kemungkinan terdapat lebih dari 100 miliar galaksi di kosmos. Setiap galaksi memiliki 10 juta bintang. Matahari kita memiliki berat bermiliar-miliar ton. Materi ini merupakan materi terlihat di semesta.

Materi lain disebut ‘materi gelap’. Materi ini masih butuh penjelasan dan tampaknya materi ini merupakan perluasan semesta.

5. Benda dapat bergerak lebih cepat dari cahaya.

Kecepatan cahaya konstan pada ruang hampa adalah 300 ribu km/detik, dan cahaya tak selalu melewati ruang hampa. Dalam air, foton bergerak sepertiga kecepatan awal. Dalam reaktor nuklir, beberapa partikel dipaksa bergerak dalam kecepatan tinggi bahkan lebih cepat dari cahaya.

6. Ada jumlah tak terbatas saat menulis dan membaca

Menurut standar model kosmologi saat ini, jumlah semesta yang dapat dihitung pun tak ada batasnya seperti buih. Namun, jumlah kemungkinan sejarah terbatas karena jumlah peristiwa terjadi juga terbatas.

7. Lubang Hitam tidak hitam

Lubang hitam memang sangat gelap, tapi tak hitam. Mereka bersinar dan memberi sedikit spektrum cahaya, temasuk cahaya yang dapat dilihat.

8. Penjelasan mendasar dari semesta tak termasuk masa lalu, kini atau masa depan

Menurut teori relativitas, tak ada hal seperti masa kini atau masa depan atau masa lalu. Bingkai waktu sangat relatif. Waktu kita sama karena kita bergerak pada kecepatan yang sama. Jika kita bergerak pada kecepatan berbeda, kita akan menemukan bahwa kita menua lebih cepat.

9. Partikel dapat mempengaruhi sisi lain semesta dalam sekejab

Ketika elektron bertemu kembaran antimateri, keduanya akan hancur dalam kilatan energi dan dua foton akan terbang dari ledakan itu.

Kembaran itu akan mulai berputar pada arah sebaliknya, dan secara instan kembaran di sisi lain semesta juga ikut berputar.

10. Semakin cepat bergerak, semakin berat

Jika Anda berlari dengan cepat, berat Anda akan bertambah. Tak permanen, tapi secara sesaat akan menambah sedikit berat. Menurut teori relativitas, massa dan energi adalah sama. Semakin banyak energi yang dikeluarkan, semakin berat massanya