Menghancurkan Botol Kaleng

Alat dan Bahan
1. Botol kaleng kosong (misalnya botol minuman kaleng)
2. Ember atau wadah lain yang cukup besar untuk memasukkan botol kaleng.
3. Air dingin
4. Penjepit
5. Kompor

Langkah Eksperimen

1. Isi ember dengan air dingin. Pastikan botol kaleng dapat masuk seluruhnya ke dalam ember.
2. Isi botol kaleng dengan sedikit air. Kira-kira 1-2 sendok makan.
3. Panaskan botol dengan kompor. Biarkan sampai air di dalamnya mendidih.
4. Saat air mendidih, akan terlihat uap air keluar dari dalam botol. Tunggu hingga 30-45 detik.
5. Ambil botol dengan penjepit dan segera masukkan botol ke dalam ember berisi air dingin dengan cara dibalik.

Yup! Botol kaleng langsung "penyet" seketika.

Apa Yang Terjadi

Apa yang menyebabkan botol kaleng mengkerut/penyet?
Apa gunanya diisi air lalu dipanaskan?
Apa gunanya dicelupkan ke dalam air dingin?

Selamat mencoba!


Perhatian!!
Percobaan ini dapat berbahaya. Anak-anak sebaiknya melakukan percobaan dengan pengawasan orang tua/orang dewasa.
Jangan memanaskan botol dalam keadaan kosong atau membakarnya hingga terlalu panas. Hal ini dapat membuat tinta dan/atau bahan aluminiumnya meleleh.

Mengingatkan saya pada Prof.Yo dan teman saya yang pernah melakukan hal yang sama untuk anak-anak dari Indonesia bagian timur. Hal seperti ini dapat memancing seseorang untuk lebih penasaran dan ingin tahu sebabnya.

Sebenarnya saya ingin bertanya kenapa kompornya tidak terlihat begitu bersih, tapi OOT.

Kaleng mengkerut karena perbedaan tekanan antara di dalam dan di luar kaleng yang terlalu besar, melebihi batas ketahanan kaleng.
Jika percobaan dilakukan pada tekanan atmospheric, tekanan udara di luar kaleng mendekati 1 atm absolute. Tekanan uap air di dalam kaleng tergantung pada temperatur kaleng setelah didinginkan.

Jika temperaturnya 25 Celcius dan udara di dalam kaleng telah terdorong semua keluar oleh uap air pada saat kaleng dipanaskan, tekanan di dalam kaleng menjadi 0.03127 atm, sehingga selisih tekanannya 0.96873 atm.

Kaleng bekas minuman tidak didesain untuk menahan tekanan vacuum sebesar itu, sehingga ringsek ke dalam (implode). Jika kaleng diganti dengan kaleng berukuran diameter dan tinggi yang sama namun terbuat dari besi setebal 1 cm, tentunya kaleng tersebut tidak akan ringsek.

Kaleng kemudian dimasukkan ke dalam air dingin dengan posisi terbalik tujuannya agar uap air di dalam kaleng kembali mengembun menjadi air.

Density uap air pada tekanan 1 atm hanya 0.6 kg/m3, sedangkan density air pada suhu 25 C adalah 997 kg/m3. Jika uap air yang sebelumnya memenuhi volume kaleng mengembun, air yang terbentuk hanya mengisi sebagian kecil dari volume kaleng sehingga tercipta kondisi vacuum.

Pada saat pendinginan lubang kaleng harus tertutup agar udara luar tidak bisa masuk untuk mengisi ruang kosong yang ditinggalkan oleh uap air yang mengembun. Jika udara luar bisa masuk tentunya tidak akan ada perbedaan tekanan yang cukup untuk membuat kaleng itu ringsek. Cara yang paling mudah adalah membalik posisi kaleng sehingga lubangnya berada di bawah saat dicelupkan ke air dingin.

Mungkin tidak terlalu kelihatan, namun metode ini juga memanfaatkan kelembaman molekul air. Dengan adanya perbedaan tekanan antara udara luar dan bagian dalam kaleng, air dingin akan terdorong oleh udara luar dan terhisap masuk ke dalam kaleng. Namun karena efek kelembaman, masuknya air memerlukan waktu, sementara itu kaleng sudah penyok duluan karena perbedaan tekanan.

@mhyworld

Wah, hebat sekali. Semuanya rasanya udah dijelaskan nih. Percobaannya kualitatif, tapi ternyata juga dikasih data kuantitatif. Malah sudah diperluas pembahasannya. Walau saya belum mengkonfirmasi data2nya, tapi prinsipnya saya setuju.

Ah iya, kelupaan masukkin soal  kelembaman air di awal topik. Jika ada yg juga melakukan, cek juga kaleng yg udah penyet, ada air yang masuk ke dalam. Selebihnya, silahkan baca penjelasan @mhyworld.

Mantaplah, thanks buat jawabannya! IQ +1 buat mhyworld