Steam and Condensate : Penguapan Air, Bagian-2

Cara untuk mendapatkan steam adalah dengan menguapkan air. Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering memanaskan air dalam sebuah teko untuk membuat minuman kopi atau teh. Ketika air sudah dalam kondisi mendidih, maka akan bisa kita tengok timbulnya gelembung-gelembung yang berasal dari permukaan teko. Gelembung tersebut merupakan air yang telah berubah fase menjadi steam. Jika dilihat secara seksama, maka gelembung tersebut tidak memiliki warna alias transparant. Steam dalam keadaan kering tidaklah memiliki warna. Maka jika kita jumpai steam yang berwarna putih, maka steam tersebut adalah steam basah yang masih mengandung air.

Kenapa air bisa mendidih?

Air bisa mendidih jika kondisi tekanan uap jenuh yang ditimbulkan akibat proses evaporasi air adalah sama dengan tekanan atmosfer di sekelilingnya. Hal ini kita kenal dengan proses penguapan yang terjadi pada titik didihnya. Maka, air bisa mendidih sangatlah tergantung pada nilai tekanan atmosfer dan suhu. Pada tekanan atmosfer yang lebih rendah, misalkan di pegunungan, air lebih mudah menguap pada suhu yang relatif rendah, sehingga akan dibutuhkan lebih banyak waktu untuk memasak guna mengatasi rendahnya nilai titik didih air.

Berapa banyak energi yang terkandung dalam sebuah steam?

Sebagaimana kita mengetahui, steam memiliki kegunaan yang sangat beraneka ragam, mulai dari sebagai pemanas hingga digunakan sebagai media untuk pemutar turbin. Hal ini tentu saja tidak lepas dari jumlah energi yang besar yang dikandungnya. Untuk bisa mengerti jumlah energi yang terkandung dalam sebuah steam, berikut disajikan kurva entalpi air dan steam:

Diatas disajikan sebuah kurva entalpi steam dan juga air. Pada bagian horizontal menerangkan mengenai jumlah energi yang dikandungnya dan bagian vertikal menerangkan kondisi suhu. Dalam kurva tersebut, diterangkan dua jenis panas yakni sensible heat dan juga latent heat.

Sensible heat berhubungan dengan suhu. Pemanasan air akan menaikkan suhu dan panas yang diberikan disebut sebagai sensible heat. Penambahan panas selanjutnya, dalam kondisi water and steam (area dua-phase) tidak akan menambah atau mempengaruhi suhu air. Panas yang diberikan disebut sebagai latent heat atau panas yang tersembunyi. Dalam kurva tersebut, bisa diketahui bahwa latent heat yang diberikan berjumlah 5 kali lipat jika dibandingkan sensible heat yang digunakan untuk menguapkan air menjadi dua-phase. Setelah melewati dua-phase, maka akan didapatkan steam kering. Dari poin ini, setiap penambahan panas, akan menaikkan suhu dari steam. Maka dikatakan bahwa panas yang diberikan adalah sensible.

Steam yang terbentuk pada kondisi titik didih, disebut sebagai saturated steam, sedangkan steam yang suhunya sudah melampai titik didih disebut sebagai superheated steam. Dua jenis steam ini memiliki fungsi yang berbeda. 

Hal yang perlu diperhatikan adalah jumlah panas yang terkandung dalam sebuah steam dalam bentuk sensible heat dan latent heat. Jika didinginkan steam dari suhu 300 F menjadi 200 F seberat 1 lb, maka steam akan melepas panas sebanyak 55 btu sebagai sensible heat dan 940 btu sebagai latent heat. Ini menunjukkan bahwa steam memiliki banyak energi yang tersimpan sebagai latent heat. Hal inilah yang membuat steam memiliki banyak aplikasi karena mampu menyimpan energi panas secara signifikan. Dalam jarak pendek, steam lebih diunggulkan daripada penggunaan listrik. Untuk jarak jauh, listrik jauh lebih unggul karena energi yang hilang dalam bentuk radiasi panas dan friksi akan semakin besar. Steam juga digunakan sebagai pemutar turbin untuk menggerakkan generator listrik. Secara tipikal, dibutuhkan 3 btu steam untuk mendapatkan 1 btu listrik.