Termodinamika adalah cabang-cabang ilmu fisika yang mempelajari perpindahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain, terutama perubahan energi panas ke dalam bentuk energi lain. Dalam termodinamika, hukum – hukum termodinamika memberikan pembatasan – pembatasan pada penggunaan energi dalam bentuk kalor dan usaha, dimana pembatasan – pembatasan ini tidak dinyatakan secara langsung oleh hukum kekekalan energi.

Dalam termodinamika, kumpulan benda – benda yang kita perhatikan disebut sistem, sedangkan semua yang ada di sekitar sistem disebut lingkungan. Sebagai contoh, kita akan menganalisis keadaan gas dalam sebuah tabung. Oleh karena gas menjadi fokus perhatian maka gas itu kita namakan sistem, sedangkan daerah di luar gas kita namakan lingkungan.

Kesetaraan Panas dan Usaha

Kesetaraan antara usa dan panas dikemukakan oleh James Prescott Joule (1818 – 1889) pada 1843 dengan melakukan percobaan seperti pada gambar di bawah ini.

Pada saat beban m turun, beban itu menarik sirip-sirip sehingga berputar. Perputaran sirip ini mengaduk air dalam silinder. Oleh karena sirip – sirip bergesekan dengan air, suhu air akan naik. Kenaikan suhu air dapat diukur/terbaca oleh termometer. Suhu air naik karena air mendapat panas (kalor) dari putaran sirip. Besarnya panas yang diterima ini oleh joule dinyatakan sebagai berikut:

kalor yang diterima air sama dengan usaha yang dilakukan bebam”

Secara matematika kesetaraan antara panas dan usaha ini dapat dinyatakan sebagai berikut.

W (joule) = J.Q (kalori)

Dimana : J = tara kalor mekanik

Dari percobaan joule didapatkan:

1 kalori = 4,186 joule = 4,2 joule

1 joule = 0,24 kalori

1 k kalori = 1000 kalori = 4186 joule

Kesetaraan antara panas dan usaha telah mengubah pandangan orang yang menyatakan bahwa panas adalah suatu zat alir. Joule telah menunjukkan bahwa panas merupakan suatu bentuk energi. Akan tetapi, perlu diperhatikan bahwa energi yang dihasilkan dalam percobaan joule bergantung pada suhu. Oleh karena itu, setelah dilakukan pengukuran yang sangat teliti, ditetapkan:

“satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air dari 14,5 derajat celcius sampai 15,5 derajat celcius.

 

Tinggalkan Balasan