10 Mengapa Arah Nyala Api Selalu Ke Atas?

Apakah pertanyaan ini pernah terlintas di benak Anda? Mengapa api selalu mengarah ke atas? Mengapa bukan ke kiri, ke kanan, atau ke bawah? Seperti biasa, kita akan membahasnya dengan ilmu fisika. Inilah indahnya fisika, kita dapat memahami kejadian alam.

 

Pertama-tama mari kita kenal lebih jauh apa sebenarnya api itu. Api merupakan suatu area gas di mana terjadi proses oksidasi dengan laju tinggi. Oksidasi sendiri merupakan reaksi kimia antara suatu zat dan oksigen. Contoh lain oksidasi adalah proses perkaratan besi, akan tetapi oksidasi tipe ini berlangsung lama, sedangkan oksidasi pada api berlangsung sangat cepat. Reaksi oksidasi yang terjadi pada api membebaskan banyak energi sehingga timbul panas dan cahaya. Itulah sebabnya api menghasilkan panas dan memancarkan cahaya.

Beri berkarat: Proses oksidasi

Terjadinya api merupakan salah satu aplikasi sederhana dari teori Einstein yang terkenal, E = mc², yaitu bahwa massa dan energi adalah setara. Untuk menghasilkan energi, kita perlu menghancurkan massa. Begitu pula api. Dengan menghancurkan (membakar) massa dalam sebatang kayu, kita mendapatkan energi (api).

Karena api menghasilkan panas, maka gas yang menjadi tempat kobaran api ikut menjadi panas. Ketika gas dalam keadaan panas, molekul gas tersebut bergerak makin cepat sehingga terpisah semakin jauh satu dengan lainnya. Hal ini mengakibatkan gas panas itu mengalami pemuaian (volumenya membesar). Karena terjadi pertambahan volume, maka massa jenis gas itu mengecil (menjadi lebih ringan). Sementara itu, gas udara di sekitar api (yang lebih dingin) memiliki massa jenis lebih besar (lebih berat). Alhasil, gas panas api bergerak ke atas (terjadi efek apung). Ketika gas panas api naik, udara sekitar yang lebih dingin turun mengisi kekosongan. Udara inipun terbakar dan membentuk api sehingga kembali bergerak ke atas. Begitu seterusnya.

Jika kita analisis lebih jauh, udara dingin yang berat dapat bergerak turun mengganti posisi gas api karena udara dingin tersebut ditarik oleh gaya gravitasi. Jadi, dapatlah kita katakan bahwa arah nyala api selalu berlawanan dengan arah gaya gravitasi. 

Muncul pertanyaan lanjutan, apakah kita bisa menyalakan lilin di luar angkasa? Jawabannya adalah tidak bisa, karena api terbentuk dari proses oksidasi sehingga harus ada oksigen. Di luar angkasa tidak ada oksigen sehingga api tidak bisa terjadi. Jika kita membawa suatu tabung berisi oksigen ke luar angkasa, barulah kita dapat menyalakan lilin di sana. Ketika lilin telah menyala dalam tabung, ke manakan arah apinya? Apinya akan mengarah berlawanan dengan arah gravitasi. Jika gravitasi mengarah ke kanan, maka api mengarah ke kiri. Jika gravitasi mengarah ke atas, maka api mengarah ke bawah. Andaikata lilin tersebut dinyalakan di tempat yang bebas gravitasi, maka apinya akan mengarah ke segala arah secara acak.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

SUMBER GAMBAR:

http://blog.covenantpeace.com/wp-content/uploads/2013/04/Candle-red-flame-close-up-iStock_000001094246XSmall.jpg
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi2Zpmu4oNAyqSTKiGEjUB4pZOx62rDjGj-WnSnzOfU66Sxo5Hjk44nS45UDHgrVZou29KP_m2ow2pog9vugjWWyOy5toMolunrMVnX3uToM1YXCATgH0i2CIsACJUL5nthOBYQgGUctLFp/s1600/corrosion.jpg