Bagaimana Kapal Selam Menghasilkan Oksigen Untuk Kru Mereka?

Dalam
teknologi peperangan, kapal selam merupakan salah satu aset yang amat penting
kerana keupayaannya untuk menyerang musuh tanpa pengetahuan mereka. Serangan
hendap sebegini amat berkesan terutamanya pada perang dunia ke-2. (GAMBAR A)

GAMBAR A

Kini,
apabila teknologi mula berkembang, kebanyakkan kuasa-kuasa besar dunia seperti
Russia dan Amerika Syarikat mula menghasilkan sebauh kapal selam yang
menggunakan kuasa nuklear, yang kita selalu dengar sebagai Nuclear-Powered
Submarine. Selalunya, dalam satui-satu misi, kapal selam berkuasa nuklear ini
amat efisyen, akan tetapi, mereka perlu ke permukaan air semula, bagi
membekalkan makanan yang mencukupi untuk krew-krew mereka.

Tentu anda
pelik, bagaimana pula cara mereka menghasilkan oksigen, supaya anak-anak kapal
ini boleh bernafas seperti biasa. Sebelum itu, kita harus mengetahui bahawa
udara di sekeliling kita mempunyai kadar kepekatan oksigen sebanyak 21 peratus,
dan karbon dioksida sebanyak 0.04 peratus, dan gas yang utama adalah nitrogen
(78%).

Sudah tentu
di dalam kapal selam yang padat dengan krew, pernafasan mereka menghasilkan
karbon dioksida, iaitu sebanyak 4.5%. Akan tetapi, bagaimanakah mereka
menghasilkan oksigen? Dalam artikel ini, saya akan menumpukan mengenai
penghasilan gas oksigen menerusi proses elektrolisis sahaja. Saya faham
mengenai kewujudan tangki gas oksigen beserta dengan Self-Contained Oxygen
Generator, mahupun Chemical Oxygen Generator, tetapi artikel mengenainya akan
saya tulis di kemudian hari.

Di dalam
penghasilan gas oksigen, para pengkaji dan ahli kimia mendapati bahawa gas
oksigen boleh dihasilkan daripada air, iaitu seperti yang kita tahu mempunyai
unsur kimia H2O. Memandangkan kapal selam ini akan sentiasa berada di dalam
mahupun di permukaan air, maka hal ini amat mudah untuk mereka proses. Pada
langkah pertama, mereka akan membuat satu proses yang dipanggil sebagai
distillation. Hal ini penting kerana air laut mengandungi air yang bercampur
dengan banyak mineral-mineral asing, seperti natrium dan klorida.

GAMBAR B

Jadi, berasaskan proses ini (GAMBAR B), mereka akan memanaskan air sehingga ke tahap pendidihan, dan memerangkap wap air yang naik. Wap ini perlu melalui kondenser, yang sentiasa disejukkan oleh air yang mengalir daripada luar. Proses penyejukkan ini akan menukar mana-mana gas kepada cecair melaui proses kondensasi. Air yang telah mengalami proses in akan bersifat ‘pure water’, di mana hanya ada molekul H20 tanpa bendasing lain di dalamnya.

Distilled
water ini pula akan melalui proses elektolisis (GAMBAR C), yang mana elektrik
yang dialirkan itu berasal daripada tenaga nuklear di dalam nuclear sub, atau,
daripada enjin kapal selam yang menggunakan petrol. Konsep yang sama dalam kes
enjin kereta, di mana bateri akan sentiasa menghasilkan tenaga dengan syarat,
alternatornya berfungsi dan sentiasa mengecas bateri tersebut ketika kenderaan
kita bergerak.

GAMBAR C

Di dalam
proses ini, kadar penghasilan gas hidrogen lebih tinggi, iaitu dua kali ganda
daripada penghasilan gas oksigen (GAMBAR D). Gas hidrogen akan dikumpul mahupun
dibebaskan keluar daripada kapal selam, memandangkan gas ini akan meletup
sekiranya terdapat mana-mana punca api di dalam kapal selam tersebut. Jadi,
daripada sinilah oksigen yang diperlukan bagi krew kapal dihasiilkan.

GAMBAR E

Akan
tetapi, setiap pernafasan akan membebaskan gas karbon dioksida. Jadi, bagaimana
pula mereka menyingkirkan gas ini, yang boleh membawa maut apabila tahapnya
terlalu tinggi di sesebuah kawasan tertutup walaupun kawasan terebut kaya
dengan oksigen. Jawapannya adalah satu bahan yang digelar sebagai scrubbers,
yang mana bahan kimia yang digunakan sedikit berbeza mengikut negara, antaranya
adalah sodium hydroxide atau calcium hydroxide. Bahan ini mampu memerangkap gas
karbon dioksida melalui formula kimia di atas (GAMBAR E).

GAMBAR F

Jadi,
keadaan ini membolehkan krew kapal bernafas dengan betul kerana keadaan oksigen
yang normal disamping kepekatan gas karbon dioksida juga berjaya dikurangkan
pada tahap yang rendah. Terdapat beberapa kes kematian anak kapal akibat
kepekatan gas karbon dioksida yang tinggi (GAMBAR F). Mereka akan pengsan
terlebih dahulu, dan diikuti dengan keadaan darah mereka menjadi berasid akibat
sifat karbon dioksida yang boleh melarut didalam cecair, yang mana dalam
keadaanya yang terlalu tinggi, akan melarut ke dalam darah pesakit menyebabkan
respiratory dan metabolic acidosis yang boleh membunuh seseorang itu.

The post Bagaimana Kapal Selam Menghasilkan Oksigen Untuk Kru Mereka? appeared first on The Patriots.

Sumber : ThePatriots