Diskusi: Kenapa Teh Botol Membeku Ketika Dibuka?

Diskusi: Kenapa Teh Botol Membeku Ketika Dibuka?

Hey Guys. Seperti yang kalian bisa lihat, artikel ZeniusBLOG tuh biasanya bersifat satu arah. Ada penulis dari tim Zenius yang panjang lebar memaparkan satu topik, entah itu tips persiapan SBMPTN, tips mengatasi masalah belajar, hingga penjelasan fenomena sains dan sosial di kehidupan sehari-hari. Pemaparan tersebut kemudian ditanggapi oleh kalian para pembaca di bagian komen. Format ini dipakai di hampir seluruh artikel yang ada di ZeniusBLOG.

Tapi, kita juga sempat mencoba format lain pada ZeniusBLOG agar lebih bersifat 2 arah, yaitu format diskusi. Pada artikel format diskusi, biasanya tim Zenius mengangkat sebuah topik secara ringkas dan di bagian akhir meminta pendapat para pembaca terkait topik tersebut. Tulisan yang pernah kita bikin format ini adalah diskusi tentang OSPEK dan diskusi tentang Bela Negara. Lumayan rame tuh. Diskusinya juga termoderasi dengan baik, nggak ngalor-ngidul ke mana-mana.

Nah, kali ini, gue pengen ngajak kalian diskusi lagi nih. Tapi, bahan diskusi kali ini rada beda karena gue akan kasih kalian teka-teki Fisika untuk dipecahkan. Sebenarnya, ide teka-teki Fisika ini datangnya dari Wisnu, tutor Fisika kita. Tapi, gue jadi tertarik untuk melakukan dan bantuin eksperimen teka-teki Fisika ini. Kayak gimana tuh teka-tekinya? Yuk, langsung aja tonton video di bawah ini.

Wah, kok bisa ya, teh yang tadinya masih cair, tiba-tiba membeku dalam sekejap ketika dibuka? Membekunya malah di luar, bukan di dalam freezer! 😮 

 

Langkah-langkah Eksperimen

Apa kalian pernah mengalami kejadian serupa? Kalo lo penasaran atau nggak percaya, lo bisa cobain sendiri tuh eksperimennya. Simpel kok.

  • Beli teh botol atau minuman kemasan botol lainnya.
  • Teh botolnya kita masukin ke dalam freezer kulkas.
  • Setelah beberapa jam, kita keluarin teh botolnya.
  • Ternyata tehnya masih dalam bentuk cair.
  • Kita buka tutup botolnya, perlahan-lahan teh tersebut membeku

 

Variabel yang Perlu Diperhatikan dalam Eksperimen

Tapi di sini gue mesti jujur dulu nih. Eksperimen di atas gue lakukan nggak sekali langsung berhasil. Gue melakukan eksperimen terhadap beberapa teh botol dan mostly gagal. Hehehe. Kenapa bisa gagal? Jadi, keberhasilan eksperimen di atas bergantung pada beberapa hal berikut yang juga mesti lo perhatikan kalo lo ingin mencoba eksperimen ini.

1. Temperatur freezer & Durasi di dalam freezer

Beda kulkas, beda temperaturnya. Dan sayangnya, nggak semua kulkas punya catatan atau display yang kasih tau temperatur freezer-nya berapa.

Perbedaan temperatur tiap kulkas ini nantinya ngaruh ke durasi penyimpanan teh botol di dalam freezer. Gue udah mencobakan di tiga kulkas berbeda. Pada ketiga kulkas ini, gue dapat tiga variasi durasi yang berbeda pula. Ada yang cuma butuh satu jam. Ada yang butuh satu setengah jam. Ada yang butuh 3 jam lebih. Makanya pada instruksi di atas, gue ga bisa kasih waktu yang pasti, gue cuma bisa bilang "beberapa jam". Kalo durasinya kurang, teh botolnya masih sekedar dingin dan masih "sangat" cair. Ketika tutupnya dibuka, nggak ada reaksi apa-apa. Kalo durasinya kelamaan, teh botolnya udah keburu membeku semua di dalam freezer. Akhirnya, gue taruh dulu tuh teh botol di luar kulkas (suhu ruangan) untuk dicairin. Kalo udah cair, gue masukin freezer lagi. So, tepatnya berapa jam, itu tergantung kulkas yang digunakan.

Tapi, gimana cara taunya durasi yang pas agar eksperimen ini berhasil? Lo mesti sering-sering cek keadaan teh botolnya. Setelah beberapa kali bereksperimen, gue menemukan kalo teh botolnya udah setengah membeku atau udah ada sedikit tanda-tanda pembekuan, kemungkinan besar, pas tutupnya dibuka, lo akan menyaksikan fenomena seperti yang terlihat seperti pada video di atas.

2. Kerapatan tutup teh botol

Ada satu teh botol gagal diujikan karena ternyata tutupnya kurang rapat. Rada aneh sih, karena seharusnya tutup dari pabrikan terkemas rapat. Nggak tau juga deh apa yang menyebabkan tutup teh botol ini nggak rapat, entah dari warungnya atau lain-lain. Karena tutupnya kurang rapat, teh botol ini membeku duluan di dalam freezer dalam waktu yang relatif cepat. So, pastiin ya, tutup teh botol yang lo pake buat eksperimen terkemas rapat.

 

Diskusi Eksperimen

Nah, setelah lo ujikan, kira-kira kenapa dan gimana ya, fenomena di atas bisa terjadi? Udah ada yang tau belum nih penjelasannya? Seperti yang udah gue sebut sebelumnya di atas, gue nggak akan kasih penjelasannya sekarang. Justru sekarang gue pengen tantang kalian nih buat mikirin kira-kira kenapa fenomena tersebut bisa terjadi. Gue mengundang lo untuk diskusi di comment section di bawah artikel ini. Lo boleh nanyain tentang langkah-langkah eksperimennya, boleh minta petunjuk jawaban, atau sekalian langsung jabarin penjelasannya hasil pemikiran lo. Kita diskusikan bareng-bareng hingga beberapa hari ke depan. Setelah beberapa hari, gue akan publish penjelasannya di artikel terpisah. That's why, link bit.ly/zentehbotol masih belum aktif ya.

Disclaimer: Eksperimen ini tidak bermaksud untuk menjual atau meng-endorse merk Teh Botol. Zenius tidak memiliki afiliasi apapun dengan merk tersebut. Penggunaan Teh Botol hanya untuk mempermudah objek eksperimen. Kalian juga dapat mencoba langkah-langkah eksperimen di atas pada minuman kemasan botol lainnya, bahkan air mineral dalam botol juga bisa kok :)

 

==========CATATAN EDITOR===========

Kalo ada di antara kamu yang mau ngobrol atau diskusi dengan Fanny atau pembaca lain terkait fenomena pembekuan teh botol di atas, langsung aja tinggalin comment di bawah artikel ini ya.

Tertarik belajar dengan zenius.net? Kamu bisa pesan vouchernya di sini.

About 

Fanny adalah editor blog zenius. Fanny mengambil gelar Sarjana di Fakultas Ilmu Komputer, Jurusan Ilmu Komputer Universitas Indonesia.

Follow Fanny at @frofalina

  • muhammad fajri

    (Mungkin) Karena gelas botolnya lama nyerap energi panas dari luar dan suhu airnya masih terpengaruh gelas yg dingin dibandingkan energi panas udara dr lubang botol yg kecil (kalah saing :v) ,sbg pertamax dpt hadiah gk ya 😀

  • aldi

    Canggih! 😀

  • Jeriko Michael

    Menurut gue ni kak, ada hubungannya dengan teori keadaan gas ideal atau teori hukum boyle dan guy lussac. Dimana dalam suatu keadaanTekanan berbanding lurus dengan Suhu. Sehingga pada saat botol teh di keluarkan dari es akan mengalami peningkatan suhu(Karena tekanan pada kulkas lebih rendah dibandingkan di luar kulkas karena suhu yang berbeda). Namun sebelum dibuka, kerapatan tutup botol tersebut sangat rapat sehingga ada ruang hampa seperti termos air yang dapat menjaga suhu di dalam botol jadi pas di buka suhu dalam botol akan berusaha keluar semua atau mengalami reaksi Endoterm

    • Bagus nih karena lo udah melihat kaitan antara tekanan dan suhu, tapi di dalam botol itu bukan hampa udara. Coba lihat pembahasan di sini deh. Kalau hampa udara, tekanannya berarti kecil banget (mendekati nol). Kalau gitu, malah air di dalam botol bisa berubah menjadi gas.

      • Jeriko Michael

        terima kasih koreksinya Mas Sabda, gimana kalau ngadain diskusi soal mengapa dalam pemasangan sound system di luar ruangan dengan di ballroom itu berbeda? Gue masih penasaran sama ini fenomena sehari-hari

  • Fio

    Hmmh, kaya nya ini menyangkut dengan Hkum Gay-Lussac sama Anomali air.
    Dalam keadaan awal (botol masih tertutup dan artinya Volume nya tetap), saat suhu larutan menurun maka volume larutan akan meningkat dikarenakan Anomali air, trus karena peningkatan volume dari larutan tersebut maka terjadi juga peningkatan tekanan di dalam botol (Hk. Boyle) nah peningkatan tekanan ini juga berakibat pada meningkatnya suhu pada larutan (sehingga larutan sukar membeku saat botolnya tertutup)
    nah ketika botolnya dibuka maka tekanan udara dalam botol menurun sehingga suhu udara di sekitar larutan menurun (Hkum gay-Lussac lagi) sehingga menyebabkan larutannya membeku.

    #CMIIW

    • Tafta Zani

      Siipp

      • Udah gue bales yah comment di atas.

    • Nah ini gokil. Sampai sini penjelasan lo akurat banget:
      "Dalam keadaan awal (botol masih tertutup dan artinya Volume nya tetap), saat suhu larutan menurun maka volume larutan akan meningkat dikarenakan Anomali air, trus karena peningkatan volume dari larutan tersebut maka terjadi juga peningkatan tekanan di dalam botol (Hk. Boyle)"

      Tapi pernyataan berikutnya ini nggak tepat:
      "nah peningkatan tekanan ini juga berakibat pada meningkatnya suhu pada larutan (sehingga larutan sukar membeku saat botolnya tertutup)"

      Jadi cukup sampai peningkatan tekanan aja. Karena tekanan yang tinggi itu udah cukup untuk membuat teh tetap dalam fase cair meskipun suhunya di bawah nol derajat. Penjelasan detilnya bisa dilihat di sini: bit.ly/zentehbotol (udah aktif linknya)

  • Mikel

    nah, ini gw pernah liat 🙂 , ada yg lebih jls nih:
    https://youtu.be/OTuZgwxzVJ8 : puter aja pas 1:48 (ga tau cra motongnya nih)
    jadi pas udah 32*C bawa hati2 keluar dikuncang jga bkl beku sendiri..

    dan satu yg bikin gw bingung itu apa teori itu ma ini beda?
    well diatas ga bilang kalo variable bawanya harus hati-hati(ga sampe keguncang) < CMIIW
    *bwt jawabnya gw cari2 sumber dolo,, sumpeh gw bener2 penasaran ma yang satu ini dari doeloe... 😀 , (ga mudeng)

    • Di video itu dia pakai purified water. Purified water memang bisa mendingin sampai di -42 derajat celcius pada fase cair. Jadi nggak harus pas di 32 F (0 C). Di bawah itu pun nggak akan beku. Ketika digoyangin, atau dicampur dengan zat lain, maka airnya nggak murni lagi dan berlaku seperti air biasanya yang membeku kalau di bawah 0 C.

  • Arva Athallah

    Maaf OOT nih, video di zenius kok nggk bisa dimainkan ya? padahal laptop saya sudah terinstall adobe flash player 19 yang terbaru??

  • edelweiss

    Teorinya begini, es meleleh pada suhu 0°C yg juga merupakan titik beku air. Tapi, ternyata tidak sesederhana teorinya, karena untuk mulai membeku molekul air perlu saling berdekatan dan
    menyusun diri mereka untuk membentuk kristal es. Keadaan ini disebut metastable, dimana sedikit gangguan (bisa berupa goncangan) akan membuat molekul air bersatu dan membentuk benih kristal. Saat benih kristal terbentuk akan memudahkan molekul air yang lain menempel dan mengkristal.

    Air di bawah suhu titik beku tapi tetap berupa cairan ini disebut air superdingin (supercooled water). Air superdingin ini akhirnya akan membeku pada suhu -48°C, dimana struktur molekul air akan berubah fisiknya dan mengikat 4 molekul air lainnya.

    Ayo, rame-rame buat percobaannya, ga mesti teh botol, air mineral/putih juga bisa, di botol plastik malah lebih bagus. Saat setelah mencapai di bawah titik beku tapi belum membeku, di sana triknya, sedikit guncangan akan membuat air menjadi es. 🙂

    NB: 1) Retakan di botol dan kotoran (impurity) di air juga dapat menganggu keadaan metastable dan menghasilkan benih kristal (es).
    2) Memasukan benih kristal atau menuangkan air superdingin ke atas benih kristal (es) akan membuat airnya membeku.

    cmiiw (baru belajar teori blm praktekin) =.="

    • Supercooled water itu hanya terjadi kalau kita pakai purified water (air yang dimurnikan sampai ekstrim banget deh murninya, hehe). Penjelasan lo di atas udah bener untuk purified water. Tapi di percobaan teh botol di atas, tentu kita nggak pakai purified water, jadi penjelasannya beda. Anyway, thanks buat commentnya. 🙂

  • kudus378

    Mungkin itu karena ada udara yang masuk setelah botol dibuka.

    • Fanny Rofalina

      Udah mulai bener tuh lo mikirnya "karena udara yang masuk". Tapi perlu dielaborasi lagi, kenapa udara yang masuk itu bikin teh botol membeku? Ada apa dengan udara membeku itu? 🙂

  • andre stack

    Bagus nih bikin lagi dong zen diskusi2 ttg sains sekitar kita, seru abis