Titik Beku Air Sebenarnya, Telah Ditemukan

Berapa temperatur yang dibutuhkan air agar membeku? Menurut penelitian yang dilakukan oleh Valeria Molinero dari University of Utah dan dipublikasikan di jurnal Nature, ternyata jawabannya belum tentu nol derajat Celsius. 

Pasalnya, air bisa tetap berbentuk cair meski suhunya jauh berada di bawah ‘titik beku’ itu. Kondisi air yang tetap cair dalam kondisi temperatur di bawah 0 derajat Celsius itu sendiri disebut juga dengan ‘supercooled’ water. Adapun peneliti menemukan bahwa supercooled air cair tersebut bisa tetap cair sampai suhunya berada di -48 derajat Celsius. 

Dari penelitian, terungkap bahwa jika ingin membuat es dari air cair, kita perlu memiliki ‘bibit’ es di dalam cairan tersebut – yakni berupa kristal yang menjadi inti di mana kristal lain terbentuk. 

Namun dalam air murni, yang tidak memiliki kandungan atau partikel lain di dalamnya, di mana inti atau nukleus penting bisa terbentuk, titik beku jadi lebih sulit dicapai karena sifat thermodynamics yang tidak lazim yang dimiliki H20.

“Air sangatlah unik karena memiliki perilaku yang berbeda dengan cairan lain,” kata Molinero. “Sebagai contoh, es air mengambang di atas air. Padahal, umumnya benda padat tenggelam jika ditempatkan di benda cair,” ucapnya. Misalnya, besi padat tenggelam saat dicelupkan di wadah yang berisi besi cair.

Kepadatan air juga berubah bersamaan dengan perubahan temperatur dan kondisi terpadat adalah saat berada di suhu 3,8 derajat Celsius. Ini menjelaskan mengapa ikan bisa bertahan hidup di bawah es karena berenang di air yang lebih hangat dan lebih padat di bagian bawah danau. “Namun sifat air yang paling mengagumkan adalah Anda bisa mendinginkannya ke suhu jauh di bawah 0 derajat dan ia tetap berbentuk cair,” ucap Molinero.

Menggunakan model komputer, Molinero dan rekan-rekannya kemudian melakukan simulasi terhadap perilaku supercooled water dalam level mikroskopik. Mereka menguji coba apa yang akan terjadi terhadap 32.768 molekul air jika didinginkan, menghitung kapasitas panas dari air, tingkat kepadatan dan tekanannya. Seribu jam kemudian, hasilnya terungkap. Temperatur di mana air dipastikan akan membeku adalah di -48 derajat Celsius.

Molinero menyebutkan, penelitian ini lebih dari sekadar memecahkan rasa kepenasaran secara ilmiah. Ilmuwan yang berkutat di masalah pemanasan global juga perlu mengetahui berapa temperatur dan tingkat kecepatan di mana air membeku dan mengkristal menjadi es. 

“Air yang mendingin hingga -40 derajat Celsius bisa ditemukan di awan,” kata Molinero. “Anda perlu hasil temuan ini untuk memprediksi berapa banyak air yang ada di atmosfir dalam bentuk cair atau kristal. Ini penting untuk melakukan prediksi terhadap perubahan iklim global,” ucapnya. (sumber:nationalgeograpi)