Air (Ekspansi Volume Saat Dibekukan)


Setelah membeku (yaitu, berubah dari cairan menjadi padat saat didinginkan), sebagian besar zat mengalami mengalami peningkatan kepadatan (atau mengalamipenurunan volume). Satu pengecualian adalah air, yang mana menunjukkan ekspansi —kira-kira 9 persen volume. Perilaku ini dapat dijelaskan berdasarkan dari ikatan hidrogen. Setiap molekul H2O memiliki dua atom hidrogen yang dapat berikatan dengan atom oksigen; selain itu, atom O tunggalnya dapat berikatan dengan dua atom atom hidrogen dari molekul H2O lainnya. Jadi, untuk es padat, setiap molekul air berpartisipasi dalam empat ikatan hidrogen, seperti yang ditunjukkan pada gambar tiga dimensi skema Gambar a; di sini, ikatan hidrogen dilambangkan dengan garis putus-putus, dan setiap molekul air mempunyai 4 molekul tetangga terdekat. Ini adalah sebuah struktur yang relatif terbuka—yakni molekulnya tidak dikemas secara berdekatan—dan sebagai hasilnya, kepadatannya relatif rendah. Setelah meleleh, strukturnya hancur sebagian, sehingga molekul air menjadi lebih rapat satu sama lain (Gambar b)—pada suhu kamar, rata-rata jumlah molekul air tetangga terdekat yang dimilikinya meningkat menjadi sekitar 4,5; ini menyebabkan peningkatan kepadatan.

Gambar. a


Gambar b


Susunan molekul air (H2O) dalam (a) es padat dan (b) air cair.

Konsekuensi dari fenomena pembekuan yang tidak wajar ini sangat umum disekitar kita; ini menjelaskan mengapa gunung es mengapung?; mengapa di daerah beriklim dingin perlu ditambahkan antibeku ke sistem pendingin mobil (untuk menjaga mesin blok dari retak); dan mengapa siklus beku-cair menghancurkan trotoar di jalan-jalan dan menyebabkan lubang terbentuk.

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Bagaimana Baterai Bisa Mengalami Kerusakan atau Kegagalan??

Gambar
 Salah satu hal paling penting dalam desain baterai adalah keamanan. Keamanan dapat terjadi dalam bentuk perubahan kimia dalam sel, separator yang digunakan, pemilihan bahan aktif, dan elektrolit yang digunakan. Tetapi pada dasarnya, keamanan lithium-ion dapat dilakukan dengan melindungi sel dalam sistem dan tetap terjaga dalam rentang suhu dan tegangan optimal agar menghindari kegagalan yang dapat menyebabkan bahaya bagi pengguna teknologi yang menggunakan sel lithium ion. Berikut merupakan jenis dan penyebab failure mode yang dapat terjadi pada baterai lithium-ion yang dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1.  Jenis dan Penyebab Failure Mode Kegagalan sel baterai dapat disebabkan oleh beberapa faktor utama seperti korsleting, penguapan (gassing), dan pertumbuhan impedansi. Korsleting, baik internal maupun eksternal, sering disebabkan oleh serpihan, pertumbuhan dendrit, atau penyusutan separator, serta material asing yang menghubungkan antar tab atau menyebabkan penet...
Baca selengkapnya

Prinsip Kerja Baterai Ion Lithium

Gambar
Prinsip kerja sederhana dari baterai ialah energi kimia dikonversi menjadi energi listrik, atau sebaliknya. Pada baterai ion lithium lebih dikenal sebagai reaksi reduksi dan reaksi oksidasi. Reaksi penambahan jumlah elektron dari molekul atau atom disebut reaksi reduksi, sedangkan reaksi pengurangan jumlah elektron dari molekul atau atom disebut reaksi oksidasi [1]. Berikut skema charge discharge untuk baterai ion lithium seperti Gambar 1 [2] Gambar 1. Skema prinsip pengisian dan pengosongan baterai sekunder ion lithium[2] Dalam baterai ion lithium, katoda dan anoda masing-masing terdiri dari bahan yang berbeda yang dapat disematkan secara reversibel dan melepaskan ion lithium. Terdapat separator dan garam lithium sebagai elektrolit kemudian dilarutkan dalam campuran pelarut seperti dimetil karbonat, etilen karbonat (EC), atau propilen karbonat (PC) [3]. Selama pengisian, ion Li+ dilepaskan dari katoda dan mendapatkan elektron pada anoda, yang direduksi menjadi lithium dan d...
Baca selengkapnya

Elektrolit Keramik Padat untuk Baterai Ion Lithium

Gambar
 Elektrolit keramik dalam baterai litium-ion berfungsi sebagai media padat bagi ion litium untuk berpindah antara anoda dan katoda selama siklus pengisian dan pengosongan. Begini cara kerjanya: 1. **Konduktivitas Ionik**: Elektrolit keramik biasanya terbuat dari senyawa berbasis litium (seperti Li10GeP2S12 atau Li7La3Zr2O12) yang menunjukkan konduktivitas ionik tinggi. Hal ini memungkinkan ion litium bermigrasi melalui struktur keramik secara efisien. 2. **Struktur**: Struktur kristal keramik memberikan kerangka stabil yang memfasilitasi pergerakan ion litium namun tetap kedap terhadap elektron dan spesies lain, sehingga membantu mencegah korsleting. 3. **Stabilitas Elektrokimia**: Elektrolit keramik dapat menahan voltase dan suhu yang lebih tinggi dibandingkan elektrolit cair tradisional, sehingga cocok untuk aplikasi energi dan suhu tinggi. 4. **Keamanan**: Menjadi padat, elektrolit keramik mengurangi risiko kebocoran dan sifat mudah terbakar yang terkait dengan elektrolit cair, ...
Baca selengkapnya