Diagram Fase Air: Pengertian dan Penjelasan

Diagram fase adalah sebuah diagram yang menunjukkan perubahan-perubahan fase fisika dari suatu zat pada berbagai kondisi temperatur dan tekanan. Maka diagram fase air adalah sebuah diagram tekanan-temperatur yang menunjukkan perubahan-perubahan fisika air pada berbagai kondisi. Secara sederhana diagram fase air ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Diagram Fase Uap Air

Diagram fase, apapun zatnya, umumnya menggunakan parameter tekanan untuk sumbu Y dan parameter temperatur untuk sumbu X. Di dalam diagram tersebut terbentuk tiga buah kurva yang menjadi batas tiga fase fisika air. Ketiga kurva tersebut menjadi garis ekuilibrium dimana dua fase air dapat berada dalam satu kondisi parameter tekanan dan temperatur yang sama.

Kurva pertama menjadi batas antara fase padat dengan fase gas, kurva kedua menjadi batas antara fase padat dengan cair, sedangkan kurva ketiga menjadi batas antara fase cair dengan gas. Khusus kurva ketiga ini kita kenal juga dengan istilah saturated line (garis saturasi). Pada garis saturasi inilah air memiliki fase yang sangat kita kenal dengan nama uap saturasi. Di sepanjang garis saturasi, berapapun besar tekanan dan temperatur, air dan uap air dapat berada di dalam satu kondisi yang sama dengan perbandingan kuantitas sesuai dengan nilai entalpi yang dikandungnya.

Dengan demikian jika kita amati lebih rinci lagi, fase gas atau uap air saja bisa digolongkan lagi menjadi tiga yakni saturated steam, superheated steam, dan supercritical steam.

Tiga kurva yang membentuk diagram fase air kemudian bertemu di sebuah titik yang dikenal sebagai triple pointTriple point adalah sebuah titik dimana tiga fase fisika air yaitu padat, cair, dan gas, dapat berada di satu kondisi ekuilibrium. Kondisi ini berada pada tekanan 0,61 kPa dan 0,010°C. Nampak pada diagram di atas, di bawah triple point, air tidak memiliki fase cair. Di bawah triple point ini padatan air (es) akan langsung menguap menjadi gas jika terjadi kenaikan temperatur pada tekanan konstan.

Di atas triple point, terdapat dua percabangan kurva dengan fungsi masing-masing. Satu kurva membatasi antara fase padat dengan cair, dan kurva yang lain membatasi antara fase cair dengan gas. Di ujung kurva saturasi ini terdapat satu titik yang kita kenal sebagai critical point. Critical point adalah sebuah titik yang menjadi batas akhir dari kurva ekuilibrium fase cair dan gas sehingga dapat berada pada satu kondisi tekanan dan temperatur yang sama. Critical point air berada pada tekanan 22,1 MPa dan temperatur 374°C.

Ilustrasi sederhananya adalah, uap air yang berada di tekanan dan temperatur lebih dari critical point, tidak dapat dikondensasikan hanya dengan menaikkan tekanan saja. Atau contoh lain, jika kita memanaskan air pada tekanan konstan 25 MPa, air liquid tidak akan mengalami fase uap air saturasi (saturated steam) -- yang merupakan campuran antara air dan uap air --, namun akan langsung berubah fase menjadi uap supercritical. Konsep inilah yang menjadi dasar digunakannya boiler supercritical pada pembangkit-pembangkit listrik tenaga uap modern.

 

2 Replies to “Diagram Fase Air: Pengertian dan Penjelasan”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *