Bagaimana Kapal Selam Menghasilkan Oksigen Untuk Kru Mereka?

5,518

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 kru-kru 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 kru, 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 kru 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 kru 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.

Komen yang ditutup, tetapi jejak balik dan ping balik terbuka.