Melindungi Panas

Panas lawannya dingin. Itu kata guru bahasa Indonesia. Keduanya adalah kata keadaan yang biasanya digunakan untuk menerangkan keadaan suatu benda. Misalnya ungkapan "kopi di meja masih panas", "Di puncak hawanya dingin", "hatinya sedingin salju" dan sebagainya.

Ukuran apa yang dijadikan sebagai standar dalam kita menetapkan sesuatu itu adalah panas atau dingin?
Panas-dingin agak berbeda kasusnya dengan jauh-dekat. Dalam hal jauh-dekat kadang kita mengatakan suatu jarak dari A ke B itu jauh namun pada kondisi lain kita mengatakan jarak dari A ke B itu dekat, bergantung pada konteksnya. Dalam hal panas-dingin kita tidak pernah mengatakan air yang mendidih itu dingin, atau sebongkah batu es itu panas.

Ukuran yang dijadikan standar dalam menentukan panas atau dingin barangkali adalah suhu tubuh kita sendiri. Telah kita ketahui bahwa manusia adalah berdarah panas, manusia selalu mempertahankan suhu tubuhnya pada kisaran 37 derajat Celcius. Kita selalu mengatakan air mendidih adalah panas sebab memiliki suhu 100 derajat celcius, lebih tinggi dari pada suhu tubuh kita dan juga es adalah dingin sebab suhu es lebih rendah dari pada suhu tubuh kita. (Mengapa kita merasakan panas atau dingin ? Ikuti terus Fisika di sekitar kita.)

Pertanyaan yang paling penting seputar panas dan dingin adalah "apakah benda yang kita katakan dingin itu berarti tidak memiliki panas?" Seperti yang sudah dijelaskan pada artikel sebelumnya, bahwa benda apapun di alam ini pasti memiliki panas. Bahkan 1 meter kubik batu es yang kita katakan dingin itu bisa jadi lebih panas daripada secangkir kopi panas yang kita nikmati setiap pagi. Kalau begitu apa yang disebut dengan dingin?

Fisika tidak mengenal istilah dingin, jadi kalau kita membicarakan bagaimana melindungi panas berarti itu juga sudah termasuk melindungi dingin. Melindungi panas yang saya maksud di sini adalah mempertahankan panas suatu benda atau sistem dari pengaruh lingkungan. Artinya tidak ada aliran/pertukaran panas baik dari sistem ke lingkungan atau dari lingkungan ke sistem. Istilah keminternya (sok pinternya) adalah 'adiabatis'.

Topik yang kita bicarakan ini bukanlah hal yang tinggi atau terlalu jauh, sama sekali tidak!! Sebab hampir setiap hari di dapur kita melakukannya, menyimpan air mendidih dalam thermos. Juga kalau kita kehausan di jalan lalu minggir sebentar di warung minuman, dan langsung mengambil minuman dari 'kotak minuman' yang dingin. Keduanya thermos dan kotak minuman adalah alat yang dibuat untuk mempertahankan panas benda apapun yang ada di dalamnya.

Bagaimana cara kerjanya?

Di dalam thermos, molekul air iri hati melihat lingkungan di sekitarnya lebih 'nyaman' (lebih rendah temperaturnya). Tentu saja molekul air berusaha mencapai keadaan yang 'nyaman' (menyamakan suhu dengan lingkungan), apalagi apa-apa yang ada di lingkungannya juga sudah memanggil-manggil bersiap menerima sesuatu (panas) yang akan diberikan oleh air. Namun sayang usaha air itu mengalami rintangan.

Tiga jalan yang tersedia semuanya sulit dilalui.

Jalan pertama adalah kesempatan buat molekul air yang ada di permukaan untuk menguap telah ditutup rapat oleh tutup thermos, sehingga menghalangi proses konveksi. Seandainya tutup dibiarkan terbuka, air di permukaan akan menguap sehingga menurunkan suhu di permukaan, akibatnya air di permukaan yang memiliki suhu lebih rendah akan turun sampai dasar thermos. Jika proses ini berlanjut maka suhu keseluruhan air dalam thermos akan menurun. Dengan ditutupnya thermos, walaupun ada rongga antara permukaan air dengan tutup thermos namun uap air tidak bisa kabur ke udara, akibatnya kelembaban udara dalam rongga meningkat sampai titik jenuh yang menghalangi proses penguapan lebih lanjut.

Sebenarnya molekul air bergembira karena dinding thermos biasanya terbuat dari gelas (kita menyebutnya kaca), walaupun daya hantarnya tidak sebagus logam tapi masih memungkinkan panas pada air untuk pindah ke dinding secara konduksi. Namun kegembiraan itu tidak berlangsung lama sebab setelah panas mencapai tepi dinding bagian luar ternyata di situ tidak ada apa-apa alias hampa. Walaupun sebelah luar ruang hampa itu juga dinding kaca namun panas tidak mungkin bisa mencapainya sebab tidak ada yang mengantarnya. Panas tidak bisa berpindah secara konduksi pada ruang hampa. Jalan kedua ini juga amat berat dilalui.

Masih ada satu kesempatan lagi buat air untuk bisa senyaman lingkungannya yaitu dengan cara meradiasikan gelombang elektromagnetik. Tapi namanya juga sudah diskenariokan, tetap saja air dalam thermos harus tetap gigit jari menunggu waktu yang panjang untuk bisa setara dengan lingkungannya. Apa hendak dikata radiasi yang dikeluarkannya ternyata berbalik menyerangnya, sebab dinding thermos itu mengkilap seperti cermin. Ya Nasib.....

Satu hal yang harus kita ketahui, di dunia ini tidak ada sistem atau alat yang efisiensinya 100%, jadi sebaik dan seteliti apapun thermos dibuat tetap saja ada pertukaran panas dengan lingkungannya. Yang terpenting adalah bagaimana membuat alat pelindung panas ini dengan se-efisien mungkin. Artinya panas tetap terjaga dalam waktu yang lama atau selama mungkin.

CATATAN

1. Penguapan menyebabkan turunnya suhu sistem/benda/zat (ini diterapkan pada prinsip kerja AC)
2. Semakin tinggi kelembaban udara, semakin sulit terjadi penguapan. Itulah mengapa kita merasa kegerahan saat hendak turun hujan, sebab saat itu kelembaban udara meningkat sehingga menghalangi keringat kita untuk menguap.