Cara Sederhana Memahami Kulkas

Kenapa kulkas bisa dingin.. Bahkan ada bagian yang bisa membekukan air (freezer)?

Yuk kita cari tau.. Dengan cara yang paling gampang tentunya..

—

OK, kita mulai dengan percobaan 1:
Coba kita tetesin air ke tangan kita. Apa yang kita rasain?
Dingin..! Ya, bener..! Dingin..! (Selain basah pastinya..)

Kenapa kok dingin?
Karena, saat air menguap, air menyerap panas. Sehingga, meninggalkan rasa dingin di tangan kita.

—

Lanjut ke percobaan 2:
Sekarang yang kita teteskan adalah alkohol (Alkohol ya, bukan minuman ber-alkohol..!). Apa yang kita rasain?

Ya.. Lebih dingin dari air..!
Kenapa?

Karena, alkohol menguap disuhu yang lebih rendah dari air. Misalkan air menguap disuhu 30 derajat, maka Alkohol bisa menguap disuhu 5 derajat doank.. (Ini cuma misal ya.. Aslinya, gw gak tau.. ^_^).

—

Nah, prinsip diatas-lah yang digunakan oleh Kulkas..!
Horeee.. Dah ngerti kan? Eh, belum dink.. Lanjuuuut kalo gitu..

—

Ok, kalo tadi pake percobaan, sekarang kita menghayal sejenak..

Bayangkan, ada mahluk ruang angkasa (alien) yang hidup di dekat matahari. Karena sangat dekat dengan matahari, planetnya bersuhu 200 derajat celcius.. Menurut mahluk itu, suhu 200 derajat celcius, adalah suhu yang paling nyaman. (Seperti suhu 25 derajat celcius bagi manusia lah..)

Suatu ketika, alien itu jalan-jalan dan tiba-tiba menemukan seember air. Yah, karena karakter air mendidih disuhu 100 derajat celcius, tentu saja air yang dia lihat di ember dalam kondisi mendidih..

Tapi, si alien memang kurang kerjaan, dia mencelupkan tangannya ke dalam ember.. Dan si alien pun berteriak..
“Duiiingiiiin..! Wah, dingin..!”

—

Kasus ini, sama dengan kita mencelupkan tangan kita ke seember Nitrogen Cair. Karena Nitrogren cair mendidih di suhu -196, maka jika kita letakkan ember itu di kamar, maka nitrogren cair itu akan mendidih. Tapi saat kita mencelupkan tangan kita ke ember, maka tangan kita akan langsung membeku..!

—

Nah, dengan percobaan-percobaan dan imajinasi kita tadi, kita bisa dengan mudah memahami cara kerja Kulkas.

Kulkas modern, akan menggunakan refrigant-nya (cairan pendingin seperti nitrogen cair tadi), berulang-ulang. Selama tidak ada kebocoran di pipa kulkas, maka refrigrant tadi bisa digunakan kembali untuk mendinginkan dan seterusnya dan seterusnya..

Nah, untuk tau prosesnya, kita masih akan menggunakan kasus alien sebelumnya..

—

Si alien mengukur air dalam ember yang mendidih tadi bersuhu 100 derajat celcius. Dan si alien, juga berusaha mengumpulkan uap dari air yang mendidih tadi ke dalam kantung yang besar. Dan ternyata, uap air itu bersuhu 200 derajat celcius (sama dengan suhu planet).

Saat semua air diember menguap habis, maka seluruh air tersebut telah berubah menjadi Uap air yang dikumpulkan dikantong besar. Selanjutnya, si alien memasukkan uap tadi kedalam mesin kompres terbuat dari tabung besi. Dalam proses peng-kompres-an ini, suhu uap air menjadi 400 derajat celcius. Dan besinya pun ikut menjadi panas bersuhu, 400 derajat celsius.

Saat si alien menyentuh tabung besi itu, si alien merasa kepanasan. Karena, suhu tabung besi itu, lebih tinggi dari suhu planet mereka yang hanya 200 derajat celsius.

Kemudian, si alien mebiarkan tabung besi itu kena udara dan angin planet mereka. Sehingga, panas dari tabung besi tadi dibawa angin. Akhirnya, suhu tabung besi tadipun turun kembali menjadi 200 derajat celsius (sama dengan suhu planet). Dan uap yang ada didalamnya pun kembali menjadi air tapi air yang ter-kompres.

Kemudian, alien tadi, mengeluarkan kembali air tadi ke ember. Dan tentu saja, air itu kembali mendidih dan menguap.

Uap air tadi dikumpulkan kembali, di-kompress lagi, dan seterusnya dan seterusnya..

—

Sekarang, kita kembali ke dunia nyata. Kita lihat kulkas kita.

Alien = kita.
Suhu di planet alien = suhu udara kita.
Air di ember = (kita ganti dengan) amonia murni yang mendidih disuhu -33 derajat celsius.

Pertama (1):
Kompressor kulkas, mengkompres gas amonia. Suhu Gas yang telah dikompress pun naik.

Kedua (2):
Pipa-pipa dibelakang kulkas, membiarkan gas amonia yang panas karena dikompress tadi, kena angin (tapi didalam pipa ya, jadi gak kemana-mana). Akhirnya, gas yang ada dalam pipa tadi pun menjadi dingin dan berubah menjadi cairan namun dalam kondisi terkompres.

Ketiga (3):
Cairan amonia yang sangat terkompres tadi, dialirkan ke pipa yang berada dalam kulkas melewati “expansion valve”. Expansion valve, bisa dibayangkan sebagai lubang kecil penghubung yang disalah satu sisinya merupakan bertekanan tinggi sedangkan disisi lainnya bertekanan rendah (karena kompressor menyedot gas yang ada di sisi tersebut).

Keempat (4):
Karena tidak bertekanan, cairan amonia pun mendidih disuhu -33 derajat celcius. Hal ini membuat suhu didalam kulkas pun menjadi dingin.

Kelima (5) Gas amonia yang dingin tadi, disedot oleh kompresor dan proses pun berulang..

Catatan:
Amonia murni sangat beracun, karenanya semua kulkas rumah, tidak ada yang menggunakan amonia murni. Dan diganti dengan CFC-12 yang memiliki suhu didih sama dengan amonia murni.
Namun, ditahun 1970, diketahui CFC dapat merusak ozone. Karenanya, CFC diganti dengan (untuk sementara) HCFC yang memiliki efek lebih sedikit terhadap ozon.
Di dunia industri, masih menggunakan amonia murni.