Tentu saja kebanyakan dari kita tidak senang kalau harus membuka-buka lagi buku fisika atau kimia SMA hanya untuk memahami proses yang terjadi pada pemanasan air seperti yang digambarkan oleh ilustrasi diatas.
Praktek adalah hal termudah, setidaknya bagi praktisi di lapangan dimana hasil kerja dan performance alat lebih dibutuhkan melebihi keingintahuan....
Ada beberapa pertanyaan yang bisa terjawab setelah melakukan uji praktek pemanasan air dengan thermocontrol digital. Beberapa pertanyaan pentingnya adalah sbb:
Pertanyaan Pertama
Setelah dipanaskan selama 10 menit, didapatkan pengukuran pada titik A = 40 derajad Celsius. Apakah pengukuran B, C, D, E, F, G dan H menghasilkan nilai yang sama?
Pertanyaan Kedua
Dengan sebuah alat thermocontrol digital dengan output elemen pemanas dan range penyetelan 0-95 derajad Celsius, diketahui suhu air 24 derajad celsius.
Bisakan kita menyetel 20 derajad celsius dan mendapatkan nilai aktual 20 derajad celsius pada posisi sensor?
Bisakan kita mendapatkan suhu 28,0 derajad Celsius dan mendapatkan nilai aktual 28,0 derajad Celsius pada posisi sensor?
Baiklah, karena saya telah lebih dahulu mencobanya, saya akan berikan jawaban dari dua pertanyaan diatas.
Jawaban Pertanyaan Pertama
Tidak satupun pengukuran menunjukkan angka yang sama pada semua titik, A, B, C, D, E, F, G maupun H. Air tidak seperti udara yang sangat cepat mentransfer panas dan segera melepaskannya. Bila titik A sudah mencapai 40 derajad, maka titik H yang berada pada jarak terjauh memerlukan lebih banyak waktu untuk mendapatkan penyebaran panas dari titik A. Itu berarti bila anda memanaskan air dengan acuan sensor yang berada dekat titik H dengan suhu 28 derajad, bisa saja pada titik A sudah mencapai 60 derajad disaat titik H terbaca 28 derajad Celsius. Perbedaan yang sangat ekstrem tentunya.
Perbedaan ini tentu saja bisa diminimalisir dengan mengaduk air untuk meratakan temperatur. Semakin rata kita mengaduk air semakin seragam dan cepat kemungkinan kita bisa mendapatkan kesamaan pengukuran.
Jawaban Pertanyaan Kedua
Bila suhu air sudah 24 derajad Celsius, lantas kita mengharapkan alat kita merubah suhu menjadi 20 derajad Celsius, maka yang kita butuhkan adalah pendingin tentunya, bukannya pemanas. Jadi dengan thermocontrol yang memiliki output pemanas, tidak mungkin kondisi ini bisa tercapai.
Untuk mendapatkan suhu 28 derajad dari 24 derajad celsius sebelumnya secara logika angka memang kelihatan mungkin. Tetapi kita harus perhatikan banyak kemungkinan. Air bisa saja memiliki suhu 24 derajad pada suhu ruang 29 derajad celsius karena air masih mempertahankan suhu sebelumnya, dimalam hari sebelumnya misalnya.
Bila suhu yang kita targetkan terlalu dekat atau bahkan lebih rendah dibandingkan suhu ruang kita, permintaan ini akan menjadi permintaan yang sangat sulit dipenuhi. Air lebih mempertahankan temperaturnya dibandingkan udara yang cepat melepas panas. Coba anda memanaskan air sampai medidih, terus matikan pemanasnya dan tunggu 10 menit. Trus anda pakai mandi ... tentu kulit anda terkelupas tentunya he he he .... beda sama udara yang dalam sekejap hilang panasnya setelah sumber panas dihilangkan.
Ok, kita coba jawab pertanyaan intinya. Kita coba dengan skenario gambar diatas. Anda menyetel 28 derajad pada unit thermocontrol. Thermocontrol akan mengukur sampai didapatkan 28 derajad pada posisi sensornya (lihat gambar diatas, perhatikan posisi "cemented sensor" dimana unit sensor direkatkan pada body sensor yang terbuat dari tembaga). Setelah di posisi sensor tercapai 28 derajad maka pemanas akan dimatikan (disarankan anda memasang pemanas pararel dengan lampu agar anda tahu apakah pemanas dimatikan atau tidak dengan melihat nyala lampu). Bila pada posisi sensor 28 derajad maka bisa saja pada posisi titik A telah mencapai 69 derajad, dan anda akan mendapatkan panas yang berbeda secara ekstrem pada pada titik B, C, dan E.
Setelah pemanas dimatikan, maka tempeaatur pada posisi sensor bisa saja menjadi lebih tinggi dari 28 derajad seperti kondisi semula karena temperatur yang lebih tinggi pada titik-titik lain akan mulai menyebar secara perlahan menuju posisi dimana sensor berada dan akibatnya ... anda akan mendapatkan bacaan sensor 29, 30, 31 atau bahkan 40 derajad pada akhirnya. Dan bila anda kurang paham akan sifat fisika ini anda akan tercengang melihat nilai SET dan ACTUAL thermocontrol anda berbeda secara drastis. Namun setelah membaca tulisan ini, semoga bagi yang belum mengerti menjadi lebih mengerti dan yang sudah mengerti, mohon maaf saya hanya membuat anda bosan membaca he he he .....
Lantas langkah apa yang harus kita lakukan karena kita ingin mendapatka temperatur yang sesuai dengan yang kita SET pada thermocontrol? Sederhana saja. Anda harus secara kontinyu mengaduk air agar tetap merata pada semua titik.
Lantas bagaimana aplikasi pemanasan air untuk mendapatkan penguapan untuk menaikkan RH pada mesin tetas? Apa perlu juga diaduk? Jawabannya tidak harus.
Anda hanya butuh panas yang anda inginkan pada permukaan air saja, yaitu pada critical evaporation zone seperti yang dapat anda lihat pada gambar diatas . Untungnya, bagian atas selalu lebih panas dari bagian bawah dimana pemanas ditempatkan. Jadi bila anda menge-SET temperatur 40 Derajad pada posisi sensor dimana thermocontrol menampilkan nilai aktualnya, maka sebebarnya pada permukaan bisa saja sudah mencapai 60 derajad atau bahkan lebih. Kalau anda ingin mendapatkan temperatur permukaan yang benar-benar 40 derajad dan sama dengan yang terbaca pada SET dan ACT dari thermocontrol, maka anda harus menempatkan ujung bawah sensor pada permukaan air. Bila anda melakukan ini, tentu saja anda akan dihadapkan pada masalah lain yang lebih sulit karena bila air turun levelnya karena menguap, maka sensor yang berada di permukaan air menjadi tidak bisa mendeteksi suhu air lagi dan jadi mendeteksi suhu udara diatas air. Akibatnya thermocontrol akan menganggap temperatur tidak terpenuhi dan terus mengaktifkan pemanas sehingga air anda akan mendidih, menguap habis dan akhirnya pemanas anda yang rusak karena tidak ada air lagi didalam container.
Namun bila anda adalah ilmuwan dan ingin mendapatkan pengukuran yang benar-benar valid, anda harus mengaduk air agar rata tentunya, dan anda akan mendapatkan pembacaan yang relatif merata pada semua bagian sehingga penempatan sensor bukan menjadi masalah lagi.
Namun ada satu hal yang menguntungkan dari proses pengadukan, yaitu penguapan akan menjadi lebih cepat dan humidifier sistem ini akan bekerja lebih efektif. Anda dapat melakukan proses pengadukan dengan motor listrik tentunya. Semua terserah anda .......
