Air: Dingin, Ringan, dan Keras
"Air membeku seperti batu, dan permukaan samudera raya mengeras" (Ayub 38:30).
Saat panas dan haus, Anda mengambil gelas besar, memasukan ke dalamnya beberapa potong es batu, mengisinya dengan air, dan duduk kembali untuk menikmatinya. Sebagian besar kita tidak pernah memikirkan atau menghargai bagaimana air yang padat dan air yang cair berinteraksi. Air padat selalu mengapung di atas air cair! Betapa sesuatu yang menakjubkan?
Nah, pikirkanlah hal ini dengan mendalam hanya dalam satu menit. Pendinginan cairan berarti bahwa gerak molekular melambat. Molekul yang lambat akan mengambil sedikit ruang sehingga Anda memiliki lebih banyak molekul per unit volume, membuat cairan dingin lebih padat daripada cairan hangat. Lebih padat berarti molekul bergerak lambat tenggelam ke dasar. Itulah sebabnya selalu lebih dingin di tempat yang lebih dalam di danau dan benar-benar dingin di bawah laut. Dingin selalu tenggelam karena kepadatan yang lebih besar. Jadi mengapa air menjadi kurang padat ketika cukup dingin untuk menjadi es?
Rahasianya ada hubungannya dengan bentuk tetrahedral air molekul dan sudut muatannya. Molekul air, sekalipun pada suhu ruangan, terpental begitu keras di sekitar karena sudut positifnya hanya berinteraksi sebentar dengan sudut negatif molekul lain. Molekul-molekul ini mungkin hanya memiliki dua atau tiga sudut yang berinteraksi pada waktu tertentu, tetapi masih cukup untuk membuat molekul air tidak melompat keluar dari segelas air dan menjadi gas. Hanya molekul dengan energi terbesar dapat melakukan itu-yaitu penguapan karena panas tinggi. Tetapi dengan mendinginkan air, dan sementara molekul melambat, maka molekul air masuk ke dalam hubungan yang lebih banyak, yang memungkinkan sudutnya berinteraksi lebih banyak dan lebih lama. Kerapatan terbesar air adalah hanya beberapa derajat di atas titik beku.
Lanjutkanlah untuk mendinginkan air dan molekul bergerak sangat lambat ini sehingga membuat ikatan hidrogen dapat menjadi permanen. Kemudian, sementara air membeku, maka molekul air terjebak dalam struktur kristal yang sebagian besar molekul hidrogen—terikat dengan empat molekul lain. Untuk memasukkan pengaturan kristal yang stabil ini, molekul harus bergerak terpisah dari satu sama lain, meningkatkan volume hampir lebih 10 persen daripada air cair. Pengaturan itu membuatnya kurang padat, sehingga mengapung. Dan ekspansi air ketika membeku dalam celah batu kecil atau di dalam pipa air akan menyebabkannya pecah.
Jika air membeku dari bawah ke atas, maka kehidupan tidak akan ada di bumi. Sebagian air akan tertahan dalam bentuk es, jauh di mana matahari tidak bisa menyinarinya. Tetapi es mengapung, dan cepat mencair setiap musim semi. Sebuah desain kecil yang detail, sangat penting bagi kehidupan.
Tuhan, saya meriyembah-Mu karena Engkau memikirkan detail setiap desain yang dibutuhkan atas karunia kehidupan.
0 komentar :
Post a Comment