Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck

Translator: Faza Rida Reviewer: Ary Nuansa

There are over one billion cars in the world today,

Ada lebih dari satu miliar mobil di dunia saat ini,

getting people where they need to go,

yang mengantar orang ke tujuannya,

but cars aren't just a mode of transportation,

tetapi mobil bukan hanya moda transportasi,

they're also a chemistry lesson waiting to be taught.

ia juga adalah pelajaran kimia yang bisa diajarkan.

The process of starting your car begins in the engine cylinders,

Proses menyalakan mobil dimulai pada silinder mesin,

where a spritz of gasoline from the fuel injector

saat sesemprot bensin dari injektor bahan bakar

and a gulp of air from the intake valve

dan sejumlah udara dari katup

mix together before being ignited by a spark,

dicampur sebelum dipantik oleh busi,

forming gases that expand and push the piston.

menghasilkan gas yang mengembang dan mendorong piston.

But combustion is an exothermic reaction, meaning it releases heat.

Namun, pembakaran adalah reaksi eksotermik, artinya ia melepas panas.

Lots of it.

Banyak sekali.

And while much of this heat escapes through the tail pipe,

Dan walau kebanyakan panas dilepas melalui knalpot,

the heat that remains in the engine block needs to be absorbed, transported, and dissipated

panas yang tersisa pada blok mesin perlu diserap, dipindahkan, dan dibuang

to protect the metal components from deforming or even melting.

untuk melindungi komponen logam agar tidak rusak atau bahkan meleleh.

This is where the cooling system comes in.

Di sinilah peran sistem pendingin.

A liquid gets circulated throughout the engine,

Sebuah cairan dialirkan di sepanjang mesin,

but what kind of liquid can absorb all that heat?

tetapi cairan apa yang bisa menyerap semua panas?

Water may seem like an obvious first choice.

Air nampaknya jelas-jelas menjadi pilihan pertama.

After all, its specific heat,

Bagaimanapun, kalor jenisnya,

the amount of energy required to raise the temperature

jumlah energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu

of a given amount by one degree Celsius,

sejumlah zat sebesar satu derajat Celsius,

is higher than that of any other common substance.

lebih tinggi daripada zat umum yang lainnya.

And we have a lot of heat energy to absorb.

Dan kita punya banyak panas yang perlu diserap.

But using water can get us into deep trouble.

Namun, menggunakan air bisa jadi masalah besar.

For one thing, its freezing point is zero degrees Celsius.

Pertama, titik bekunya nol derajat Celsius.

Since water expands as it freezes,

Karena air mengembang ketika ia membeku,

a cold winter night could mean a cracked radiator and a damaged engine block,

malam musim dingin bisa berakibat radiator pecah dan blok mesin yang rusak,

a chilling prospect.

sesuatu yang mengerikan.

And considering how hot car engines can get,

Dan mengingat panasnya mesin mobil,

the relatively low boiling point of 100 degrees Celsius

titik didih yang relatif rendah pada 100 derajat Celsius

can lead to a situation that would get anyone steamed.

dapat berujung situasi yang akan membuat siapapun meledak.

So, instead of water, we use a solution,

Jadi, alih-alih air, kita menggunakan sebuah larutan,

a homogeneous mixture consisting of a solute and a solvent.

suatu campuran homogen yang terdiri dari zat terlarut dan pelarut.

Some of the solution's properties will differ depending on the proportion of solute present.

Beberapa sifat larutan akan berubah bergantung pada proporsi zat terlarut.

These are called colligative properties, and as luck would have it,

Hal ini disebut sifat koligatif, dan untungnya,

they include freezing point depression and boiling point elevation.

penurunan titik beku dan kenaikan titik didih termasuk sifat ini.

So, solutions have both a lower freezing point and a higher boiling point than pure solvent,

Jadi, larutan memiliki titik beku lebih rendah dan titik didih lebih tinggi,

and the more solute is present, the bigger the difference.

dan semakin banyak zat terlarut, semakin besar perbedaannya.

So, why do these properties change?

Jadi, mengapa sifat-sifat ini bisa berubah?

First of all, we need to understand that temperature is a measure

Pertama-tama, kita perlu memahami bahwa suhu adalah ukuran

of the particle's average kinetic energy.

energi kinetik rata-rata sebuah partikel.

The colder the liquid, the less of this energy there is,

Semakin dingin cairannya, semakin sedikit energinya,

and the slower the molecules move.

dan molekul akan bergerak semakin lambat.

When a liquid freezes, the molecules slow down,

Ketika sebuah cairan membeku, molekulnya melambat,

enough for their attractive forces to act on each other,

sampai mereka bisa saling tarik-menarik

arranging themselves into a crystal structure.

dan membentuk struktur kristal.

But the presence of solute particles gets in the way of these attractions,

Namun, adanya zat terlarut menghambat gaya tarik-menarik ini,

requiring a solution to be cooled down further before the arrangement can occur.

sehingga larutan perlu didinginkan lebih lanjut sebelum bisa terbentuk susunan.

As for the boiling point, when a liquid boils,

Untuk titik didih, ketika cairan mendidih,

it produces bubbles filled with its vapor,

ia menghasilkan gelembung berisi uap,

but for a bubble to form, the vapor pressure must become as strong

tetapi agar tebentuk gelembung, tekanan uapnya harus sama besar

as the atmosphere constantly pushing down on the surface of the liquid.

dengan tekanan atmosfer yang menekan permukaan cairan.

As the liquid is heated, the vapor pressure increases,

Saat cairan dipanaskan, tekanan uapnya meningkat,

and when it becomes equal to the atmospheric pressure,

dan ketika ia sama besar dengan tekanan atmosfer,

the bubbles form and boiling occurs.

gelembung terbentuk dan terjadi pendidihan.

A solution's vapor pressure is lower than that of pure solvent,

Tekanan uap larutan lebih rendah dibandingkan pelarut murni,

so it must be heated to an even higher temperature

jadi ia perlu dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi

before it can match the strength of the atmosphere.

sebelum bisa menyamai tekanan atmosfer.

As an added bonus, the pressure in the radiator

Sebagai tambahan, tekanan pada radiator dijaga

is kept above atmospheric pressure,

lebih tinggi dari tekanan atmosfer,

raising the boiling point by another 25 degrees Celsius.

meningkatkan lagi titik didihnya sebesar 25 derajat Celsius.

The solution commonly used for a car's cooling system

Larutan yang umumnya digunakan untuk sistem pendingin mobil

is a 50/50 mixture of ethylene glycol and water,

adalah campuran 50/50 antara etilen glikol dan air,

which freezes at -37 degrees Celsius and boils at 106 degrees Celsius.

yang membeku pada -37 derajat Celsius dan mendidih pada 106 derajat Celsius.

At the highest recommended proportion of 70 to 30,

Pada rekomendasi perbandingan tertinggi yaitu 70 banding 30,

the freezing point is even lower at -55 degrees Celsius,

titik bekunya lebih rendah yaitu -55 derajat Celsius,

and the boiling point rises to 113 degrees Celsius.

dan titik didihnya naik menjadi 113 derajat Celsius.

As you can see, the more ethylene glycol you add,

Seperti kelihatannya, semakin banyak etilen glikol,

the more protection you get, so why not go even higher?

Semakin besar perlindungannya, jadi mengapa tidak ditambah lagi?

Well, it turns out you can have too much of a good thing

Ternyata, sesuatu yang berlebihan itu tidak baik

because at higher proportions,

karena di proporsi tinggi,

the freezing point actually starts to go back up.

titik bekunya malah naik kembali.

The properties of the solution head towards the properties of ethylene glycol,

Sifat larutannya mendekati sifat etilen glikol,

which freezes at -12.9 degrees Celsius,

yang membeku pada -12,9 derajat Celsius,

a higher temperature than we attained with the solution.

suhu yang lebih tinggi dibandingkan titik beku larutan.

The solution flows through the engine, absorbing heat along the way.

Larutan ini mengalir melalui mesin, menyerap panas sepanjang jalan.

When it reaches the radiator, it's cooled by a fan,

Ketika ia mencapai radiator, ia didinginkan oleh kipas,

as well as air rushing through the front of the car

dan udara yang mengalir melalui bagian depan mobil

before returning to the hot engine compartment.

sebelum larutan kembali ke bagian mesin yang panas.

So, an effective and safe engine coolant

Jadi, pendingin mesin yang ampuh dan aman

must have a high specific heat, a low freezing point, and a high boiling point.

harus punya kalor jenis tinggi, titik beku rendah, dan titik didih tinggi.

But instead of searching all over the world for the perfect liquid to solve our problem,

Namun, alih-alih kita mengelilingi dunia mencari cairan sempurna untuk masalah ini,

we can create our own solution.

kita bisa membuat solusi kita sendiri.