TEKANAN UAP
Adalah pengamatan umum bahwa cairan seperti air dan bensin akan menguap jika mereka hanya diletakkan dalam sebuah wadah terbuka ke atmosfer. Penguapan terjadi karena beberapa molekul cairan di permukaan memiliki momentum yang cukup untuk mengatasi gaya kohesif antarmolekul dan lolos ke atmosfer. Jika wadah itu ditutup dengan sisa ruang udara kecil di atas permukaan, dan ruang tersebut dievakuasi untuk membentuk sebuah vakum, tekanan akan berkembang di ruang tersebut sebagai hasil dari uap yang terbentuk oleh molekul-molekul yang melarikan diri. Ketika kondisi keseimbangan tercapai sehingga jumlah molekul yang meninggalkan permukaan sama dengan jumlah yang masuk, uap dikatakan jenuh dan tekanan yang dihasilkan oleh uap pada permukaan cairan disebut tekanan uap, pv. Demikian pula, jika ujung dari wadah yang sepenuhnya diisi cairan digerakkan seperti yang ditunjukkan dalam gambar di pinggir, tanpa membiarkan udara masuk ke dalam wadah, ruang di antara cairan dan ujung tersebut menjadi terisi dengan uap pada tekanan yang sama dengan tekanan uap.
Karena perkembangan tekanan uap erat kaitannya dengan aktivitas molekuler, nilai tekanan uap untuk cairan tertentu tergantung pada suhu. Nilai-nilai tekanan uap untuk air pada berbagai suhu dapat ditemukan di Lampiran B (Tabel B.1 dan B.22), dan nilai-nilai tekanan uap untuk beberapa cairan umum pada suhu kamar diberikan di Tabel 1.5 dan 1.6.
Perebusan, yang merupakan pembentukan gelembung uap dalam massa fluida, dimulai ketika tekanan absolut dalam fluida mencapai tekanan uap. Seperti yang sering diamati di dapur, air
Pada tekanan atmosfer standar, air akan mendidih saat suhu mencapai 212 °F (100 °C) — dengan kata lain, tekanan uap air pada 212 °F adalah 14,7 psi (abs). Namun, jika kita mencoba mendidihkan air pada ketinggian yang lebih tinggi, misalnya 30.000 kaki di atas permukaan laut (ketinggian perkiraan Gunung Everest), di mana tekanan atmosfernya adalah 4,37 psi (abs), kita akan menemukan bahwa didihnya akan dimulai saat suhu sekitar 157 °F. Pada suhu ini, tekanan uap air adalah 4,37 psi (abs). Untuk Standar Atmosfer AS (lihat Bagian 2.42), suhu didih adalah fungsi dari ketinggian seperti yang ditunjukkan dalam gambar di pinggir. Dengan demikian, didih dapat diinduksi pada tekanan yang diberikan pada fluida dengan menaikkan suhu, atau pada suhu fluida yang diberikan dengan menurunkan tekanan.
Salah satu alasan penting minat kita pada tekanan uap dan perebusan terletak pada pengamatan umum bahwa dalam aliran fluida, sangat mungkin untuk mengembangkan tekanan yang sangat rendah akibat gerakan fluida, dan jika tekanannya diturunkan menjadi tekanan uap, perebusan akan terjadi. Misalnya, fenomena ini dapat terjadi dalam aliran melalui bagian sempit dan tidak teratur dari sebuah katup atau pompa. Ketika gelembung uap terbentuk dalam fluida yang mengalir, mereka terbawa ke daerah dengan tekanan yang lebih tinggi di mana mereka tiba-tiba runtuh dengan intensitas yang cukup untuk benar-benar menyebabkan kerusakan struktural. Pembentukan dan runtuhnya gelembung uap dalam fluida yang mengalir, yang disebut kavitasi, merupakan fenomena aliran fluida penting yang akan diberikan perhatian lebih lanjut dalam Bab 3 dan 7.
Baca juga: Tegangan Permukaan