PROPERTIES OF WATER AND STEAM (K2512043)

Disusun Oleh : HUSAIN MUSTHOFA

Berdasarkan uraian dari situs Wikipedia Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H₂O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Sedangkan uap menurut Wikipedia adalah gas yang terjadi dari proses pemanasan air (H₂O). menjadi Uap air terpisahnya Hidrogen (H) dan Oksigen (O) pada ikatan molekul air, uap air mempunyai potensi kekuatan yang luar biasa yang bisa digunakan untuk menggerakkan turbin listrik PLTU, kereta uap, atau mesin uap. Uap air di alam bisa berupa awan atau kabut.

Dari keterangan yang dipaparkan oleh situs yang memuat artikel artikel dari sumber terpercaya, bahkan disebutkan uap memiliki kekuatan luar biasa yang dapat digunakan demi kemaslahatan umat manusia. Hal ini tentu tidak dapat lepas dari karakteristik yang dimiliki oleh uap air panas tersebut, yang tentunya bersumber dari air yang mendapat perlakuan panas pada suhu tertentu.

Berikut adalah tetapan fisik air pada temperatur tertentu :

	0o	20o	50o	100o
Massa jenis (g/cm3)	0.99987	0.99823	0.9981	0.9584
Panas jenis (kal/g•oC)	1.0074	0.9988	0.9985	1.0069
Kalor uap (kal/g)	597.3	586.0	569.0	539.0
Konduktivitas termal (kal/cm•s•oC)	1.39 × 10−3	1.40 × 10−3	1.52 × 10−3	1.63 × 10−3
Tegangan permukaan (dyne/cm)	75.64	72.75	67.91	58.80
Laju viskositas (g/cm•s)	178.34 × 10−4	100.9 × 10−4	54.9 × 10−4	28.4 × 10−4
Tetapan dielektrik	87.825	80.8	69.725	55.355

Air dalam suhu yang amat rendah (-40^o Celcius ) akan berbentuk sebagai es yang berwujud padat, sedangkan pada suhu 0^o Celcius air akan mengalami perubahan wujud dari padat ( es ) menjadi cair. Suhu air akan terus mengalami kenaikan ketika dipanaskan, yang pada akhirnya hinga di titik 100^o Celcius akan mengalami perubahan wujud dari cair menjadi gas ( uap air ).

Dalam membaca diagram fasa ada beberapa istilah yang perlu diketahui yaitu: 

1.      Cairan subdingin (subcooled liquid), yaitu kondisi cairan pada temperatur di bawah titik didihnya (T<Tsat) pada tekanan tertentu.

2.      Cairan jenuh (saturated liquid), yaitu kondisi cairan tepat di temperatur didihnya pada tekanan tertentu.

3.      Campuran jenuh (saturated mixture), yaitu kondisi campuran cairan jenuh dan uap jenuh dalam kondisi kesetimbangan pada temperatur di temperatur didihnya pada tekanan tertentu. Tekanan pada saat ini disebut tekanan penguapan (vapor pressure).

4.      Uap jenuh (saturated vapor), yaitu kondisi uap tepat di temperatur didihnya pada tekanan tertentu, dimana uap itu akan mulai terkondensasi.

5.      Uap superpanas (superheated vapor), yaitu kondisi uap pada temperatur di atas titik didihnya (T<Tsat) pada tekanan tertentu.

6.      Kurva cairan jenuh, yaitu kurva dimana hanya terdapat cairan jenuh saja

7.      Kurva uap jenuh, yaitu kurva dimana hanya terdapat uap jenuh saja

8.      Titik kritis, yaitu titik pertemuan antara kurva cairan jenuh dan uap jenuh

9.      Kualitas x, dalam suatu campuran uap jenuh dan cairan jenuh, kualitas yang dimasud disini adalah fraksi massa fasa uapnya. Besaran ini sangat penting untuk diketahui karena perbedaan yang sangat besar antara sifat termodinamika cairan dan uap. x = m_uap/m_total , dimana m_total = m_cairan + m_uap

Kesimpulan dari paparan data yang menunjukkan karakteristik air dan uap panas diatas adalah, Pembangkit listrik tenaga uap dengan boiler supercritical biasanya beroperasi pada tekanan kerja sekitar 250 bar abs. Dan transisi dari air menjadi steam (uap panas) terjadi pada temperatur sekitar 385ºC (data dari diagram) sehingga untuk dapat membuat teknologi pembangkit listrik ataupun teknologi lainnya yang memanfaatkan energy dari uap air maka setidak tidaknya harus memenuhi kriteria air dapat berubah menjadi steam, yaitu memanaskan air sampai suhu 385 ºC.