Kenapa Karet bisa meral?

Jika ada suatu pernyataan akan membuat kita benar-benar terpesona kepada molekul-molekul, mungkin yang berikut ini, karet mulur atau melar karena terdiri atas molekul-molekul mulur. Karet gelang, misalnya dapat mulur karena tiap molekulnya sendiri memiliki bangun seperti karet gelang mini.
Molekul-molekul karet memiliki bentuk seperti cacing panjang, kurus yang karena malas suka mengambil posisi bergelung tetapi dapat dijadikan lurus apabila ditarik tepat pada bagian-bagian kepala serta ekor mereka. Sepotong karet pada hikikatnya seperti sekaleng cacing yang semuanya saling belit sampai kusut.

Akan tetapi coba bayangkan kita dapat meluruskan sekaleng cacing dengan menarik kepala dan ekor masin-masing secara acak, semua akan saling menahan kearah berbeda-beda. Dua ekor cacing harus saling terkait sedemikian, sehingga tarikan pada yang satu akan terhulurkan kepada orang lain dan seterusnya. Yang kita perlukan adalah sekaleng cacing yang satu sama lain direkatkan beberapa titik di sepanjang tubuh mereka. Seperti itulah penataan molekul-molekul karet. Akan tetapi penataannya tidak sedemikian, yakni ketika getah karet baru disadap dari pohonnya dan kemudian dikentalkan dan dipres menjadi gumpalan-gumpalan karet. Molekul-molekulnya tidak saling terikat secara kuat, sehingga ketika dihangatkan masing-masing dapat saling selip dan ini menyebabkan karet mentah akan bergedebuk keras sewaktu dijatuhkan ke lantai. Maka karet mentah sangat belum memenuhi syarat untuk dijadikan ban mobil.
Untuk itulah manusia turun tangan untuk merekatkan molekul-molekul tersebut. Mereka menggunakan proses sederhana yang disebut vulkanisasi, yakni memanaskan karet bersama-sama dengan belerang (sulfur). Atom-atom belerang membentuk jembatan-jembatan diantara molekul-molekul karet, yang memungkinkan mereka ditarik dengan jauh tetapi tetap ingin kembali keposisi semula. Itu sebabnya karet olahan bersifat elastis. Molekul-molekulnya bisa mulur tetapi jembatan-jembatan penghubung selalu menuntut mereka kembali.

Vulkanisasi menjadikan karet mentah yang lunak, rapuh dan lengket cukup kuat dan kenyal untuk digunakan sebagai ban mobil. Proses tersebut ditemukan pada tahun 1839 oleh Charles Goodyear (1800-1860)-betul-, Goodyear-lah yang namanya di abadikan sebagi merek ban terkenal, yang telah 10 tahun mencoba-coba menemukan cara membuat karet lebih kokoh. Suatu ketika ia tidak sengaja menumpahkan sedikit campuran cairan karet mentah dan belerang ke atas tungku yang masih panas dan ternyata tumpahan itu berubah menjadi sebuah karet yang kuat dan elastis. Temuannya itu membuatnya menjadi terkenal tapi tidak membuatnya dia kaya. Bahkan saat ajal menjemputnya ia meninggalkan utang yang banyak sekali.

Bagaimanapun ia-lah yang memungkinkan kita menikmati pertandingan Piala Sepak Bola, Balap Formula Satu-F1 dan Kasti..
Dan Apa yang membuatnya hangat?

Ketika kita meregangkan karet gelang itu, kita mengerahkan energi ke dalamnya dan energi itu menghangatkan. Energi tersebut berasal dari otot, maka kita perlu menyantap makanan berkalori untuk menggantikan energi yang telah dikeluarkannya.

Ketika sebuah karet gelang direnggangkan, itu menyebabkan molekul-molekul merenggang dengan tatanan yang lebih teratur, seperti berbaris daripada ketika sedang tidak direnggangkan, ketika molekul-molekulnya sedang duduk meringkuk bermalas-malasan dengan arah tidak beraturan. Itu sebabnya untuk menjadi teratur molekul-molekul karet memerlukan energi lebih banyak-untuk menjadi lebih panas-dibandingkan ketika molekul molekul sedang santai.

Saya baru saja menyisipkan akibat Hukum Kedua Termodinamika. Hukum alam ini mengungkapkan hubungan antara energi dan entropi, derajat ketidak teraturan sebuah tatanan : derajad keacakan, tatanan tidak berpola. Hukum Kedua mengakui bahwa apapun di alam ini memiliki kecenderungan untuk mengalami pengurangan energi-semua benda cenderung melambat dan menjadi dingin dan untuk mengalami peningkatan entropi atau ketidak teraturan-segala sesuatu cenderung menjadi lebih acak dan menyebar berserakan. Jika kita ingin mengatasi kecenderungan untuk semakin teratur (peningkatan entropi), kita terpaksa mengarahkan energi untuk mengatur. Itu kenyataan alami yang tidak dapat dihindari, segala sesuatu yang terjadi merupakan pertukaran antara energi dan entropi.