Catatan Kuliah Fase Material Part 3 : Gas

POC (Physics Online Course) adalah grup Telegram yang beranggotakan alumni Jurusan Fisika Universitas Negeri Makassar. Kegiatan di grup ini adalah berbagi ilmu dari pemateri tertentu dengan materi yang disepakati. Pemateri yang paling aktif adalah ayahanda Subaer Junaedi. Pada tanggal 5 januari 2017 beliau memberikan kuliah tentang fase material. Berikut adalah penggalan catatan saya yang ketiga tentang gas.

Gas adalah materi yang susunan atomnya tidak beraturan, sangat renggang dan volumenya berubah karena tekanan. Materi gas ada yang bersifat alami, dan ada yang diproduksi dari cairan atau padatan. Gas yang bersifat alami dan lembam dikenal sebagai gas mulia. Gas mulia tidak akan bereaksi dengan gas atau materi lainnya, karena itu digunakan sebagai pengusir atom lain yang mengotori sebuah benda atau sebuah sistem. Secara elektronik, gas mulia memiliki konfigurasi elektron yang penuh.
 

Gas mulia juga digunakan untuk menghaluskan permukaan benda lain, serta dipakai untuk mendeteksi berbagai jenis materi lainnya yang dikandung sebuah benda. Di rumah kita ada gas hidrokarbon dari kerak bumi, namanya gas elpiji. Kita pakai untuk menghasilkan dan mengendalikan api.
 

Zat makanan terutama tumbuh2an mengandung banyak gas. Tubuh kita memerlukannya utk metabolime dan mengusir sisa makanan yang tidak berhasil atau tdk dibutuhkan oleh sel2 tubuh. Gas itu disebut gas buang. Barangkali itu hikmahnya mengapa gas buang dari tubuh kita membatalkan wudhu. Gas buang itu membawa sampah kotoran makanan kita.
 

Pada tekanan yang atmosfer dan temperatur ruang, air menguap menjadi gugus OH - . Gugus ini adalah gas yang melayang ke angkasa menghiasi atmosfer bumi, bertumpuk-tumpuk, menggumpal, tekondensasi, membentuk awal tebal cumulonimbus, terionisasi. Karena massa jenisnya mencapai massa jenis air, ia turun kembali ke bumi menjadi hujan yang penuh berkah untuk semua makhluk dipermukaannya. Dapat menimbulkan petir sewaktu-waktu karena perbedaan muatan listrik di awan itu  atau dengan tanah atau dengan benda lain termasuk pesawat.
 

Gas adalah suatu materi yang sekalipun tidak kita lihat tetapi kita gunakan sebagai syarat kehidupan. Atmosfer kita dihiasi dengan gas O2, N2, dan CO2. O2 kita kenal sebagai zat yang digunakan dalam proses respirasi kita. O2 gratis. tetapi O2 yang digunakan di lab atau di rumah sakit, adalah O2 yang telah dibebaskan dari gas lainnya dan harganya 1 juta per 20 ltr. Jika dalam waktu 24 jam kita menghirup lebih dari 20 ltr O2. Niscaya tidak ada manusia yang mampu membayarnya untuk usia 10 tahun saja.
 

Kita adalah sedikit di antara yang banyak yang mampu mengendalikan gas dengan baik untuk keperluan kita. Kita membakar bensin atau bahan lainnya untuk menghasilkan gas yang memiliki tekanan yang sangat tinggi sehingga mampu memutar roda kendaraan kita. Dengan kita kita bisa bersyukur atas nikmat kendaraan, motor, mobil, kereta api, kapal laut dan pesawat terbang.
 

Darimana pengetahuan kita untuk mengendalikan gas dari hasil pembakaran minyak itu ? Tahun 1800, Sadi Carnot mengajarkan siklus mesin panas untuk pertama kalinya. Hasilnya adalah mesin yang bekerja utk memudahkan otot kita.

Dewasa ini rumah kita dihiasi dengan kulkas dan AC. Itu semua karena kita mampu mengendalikan gas freon walaupun teknologinya banyak dikecam karena menyebabkan penipisan lapisan ozon.
 

Di dunia kedokteran gas digunakan untuk mendeteksi saluran urat nadi menuju dan meninggalkan jantung. Agar dokter mengetahui letak penyembitan pembuluh darah dan dengan tepat dapat melakukan tindakan medis tanpa pembedahan yang rumit. Gas itu adalah gas yang diionisasi.
Termodinamika dan teori kinetik gas adalah ilmu yang ampuh untuk mensyukuri nikmat gas. Pada kondisi tertentu. Kita sengaja mengurangi volume gas dalam sebuah ruang. Hasilnya kita vacuum condition. Dari situ kita belajar banyak rahasia penciptaan yang lain termasuk perilaku atom di dalam sebuah bahan misalnya melepaskan elektron dari sebuah filamen sehingga lampu menyala. Elektron adalah makhluk superhalus yang tumbukannya dengan atom gas menghasilkan lucutan listrik yang luar biasa. Kini lampu LED menghiasi rumah2 kita. Penemu lampu LED adalah fisikawan Jepang dan diganjar Nobel pada tahun 2014.