Apa hubungan Fisika dengan Es Krim?

Hampir semua orang suka es krim. Makanan ini manis, lembut, dan dingin. Es krim merupakan adonan krim yang dibekukan. Dalam industri berskala besar, digunakan freezer khusus untuk membekukan adonan es krim. Dalam industri berskala kecil, misalnya penjual es puter dan es tong-tong, adonan es krim dibekukan bukan dengan freezer, melainkan dengan es batu yang dicampur garam dapur (NaCl). Dalam cara sederhana ini, garam berfungsi untuk menurunkan suhu es batu sehingga cukup dingin untuk membekukan adonan es krim. Tanpa penambahan garam, suhu es batu tidak akan cukup dingin untuk membekukan adonan es krim.

Mengapa penambahan garam dapat menurunkan suhu es batu?

Sebetulnya banyak artikel blog yang telah membahas hal ini, namun kebanyakan hanya bersifat umum dan tidak menjawab akar pertanyaan. Di sana hanya dikatakan bahwa penambahan garam akan menurunkan titik beku (titik lebur) air, namun mekanisme penurunan suhu tidak dijelaskan.

Saya akan paparkan sebuah clue untuk menjelaskan mekanisme ini. Di negara 4 musim, terkadang salju menumpuk terlalu tebal sehingga menutupi jalan. Warga setempat biasanya menaburkan bubuk garam di atas salju agar saljunya mencair. Jadi, garam memiliki kemampuan untuk mencairkan (meleburkan) es. Bagaimana garam melakukannya?

Ketika garam ditaburkan di atas es, partikel-partikel garam mengganggu kestabilan ikatan partikel-partikel air yang sedang berada dalam fase padat (es). Partikel-partikel garam menerobos masuk ke sela-sela ikatan partikel es sehingga memutuskan ikatan-ikatan tersebut. Akibatnya, partikel-partikel es yang berada di permukaan dapat memisahkan diri dari perangkap gaya tarik partikel-partikel es yang berada di samping dan di bawahnya. Partikel es yang berhasil memisahkan diri itu kemudian beralih ke fase cair.

Es memiliki suhu rata-rata di bawah 0^o C. Dalam kasus penambahan garam ini, es mengalami peleburan tanpa adanya penambahan panas, sehingga air yang terbentuk dari peleburan itu juga bersuhu di bawah 0^o C. Inilah sebabnya dikatakan bahwa penambahan garam dapat menurunkan titik lebur air, karena es dapat melebur di bawah titik lebur normalnya (0^o C).

Jadi, partikel garam merupakan pemicu leburnya es. Di sisi lain, seperti yang kita ketahui, peleburan es memerlukan energi (menyerap kalor). Nah, karena kalor tidak disuplai dari luar, maka es menyerap kalor dari dirinya sendiri, sehingga suhu es turun lebih jauh. Es yang suhunya telah menjadi sangat dingin ini kemudian akan menyerap banyak kalor dari adonan es krim, sehingga adonan es krim dapat membeku.

Fenomena inilah yang membantu para pedagang kaki lima untuk membuat es krim tanpa freezer. Murah meriah.

*******

(Ditulis Oleh Doni Aris Yudono)

http://www.facebook.com/Yudha.On.7

Sumber Gambar:

http://jamaicaplainforum.org/wp-content/uploads/2012/03/ice_cream_flavors-2244.jpg