Variabel Termodinamika: Temperatur, Tekanan, Volume Spesifik, Energi Dalam, Entalpi [PDF]

Zitiervorschau

Variabel termodinamika: Temperatur, Tekanan, volume spesifik, energi dalam, entalpi

Termodinamika merupakan salah satu cabang ilmu fisika penerapannya cukup banyak seperti mesin otomotif, pendingin udara, lemari es, radiator dan lain sebagainya. Untuk menganalisis proses yang terjadi secara termodinamika ada beberapa variabel penting yang harus dipahami agar lebih mudah memahami konsep termodinamikanya. Dalam tabel sifat (properti) termodinamika yang berkaitan dengan fasa (subcooled, saturasi, dan superheated) ada beberapa variable penting yang ditunjukkan, yaitu: tekanan, temperatur, volume spesifik, energi dalam dan entalpi.

A. Temperatur Panas dan dingin suatu benda dapat dirasakan dengan mudah dengan indra manusia. Namun, indra manusia sangatlah relatif dan terbatas. Sebagai contoh panasnya air mungkin dirasankan hangat oleh sebagian orang dan sangat panas bagi sebagian orang lainnya. Di sisi lain indra manusia tidak dapat digunakan untuk panas yang ekstrem contoh suhu api, knalpot, dll. Oleha karena itu variabel temperatur dibutuhkan agar memudahkan untuk menunjukkan seberapa panas atau dingin sustu benda. Satuan temperatur ada beberapa jenis seperti farhenheit, celsius, reamur, dan kelvin. Farhenheit biasa digunakan di negara-negara eropa dan amerika. Celsius lebih umum digunakan oleh negara-negara lainnya. Reamur dahulu digunakan oleh negara perancis namun sekarang sudah beralih ke satuan lain. Kelvin adalah satuan yang mingkin lebih baru dikenal dibandingkan satuan lainnya. Satuan kelvin merupakan satuan absolut dari temperatur dan berkaitan langsung dengan energi kalor.

Temperatur (temperature) berbeda dengan kalor (heat). Kalor adalah variabel energi yang berkaitan dengan temperatur. Semakin tinggi temperatur belum tentu memiliki energi yang lebih tinggi. Sebaliknya temperatur yang rendah belum tentu memiliki kalor yang rendah. Sebagai contoh jika ada sebutir peluru yang temperaturnya sangat tinggi, anggaplah 200 oC dengan air kolam yang sangat besar yang temperaturnya 80 oC, manakah yang lebih tinggi kalornya?Tentu

jawabannya adalah air kolam. Kalor tidak hanya bergantung dari temperatur tapi juga bergantung dengan massanya.

Seiring dengan berkembangnya pengetahuan secara mikroskopis zat maka temperatur dapat dianggap sebagai besarnya variabel energi kinetik suatu molekul. Secara teori jika benda atau zat yang memiliki temperatur lebih besar dari 0 K (- 273.15 oC) maka zat tersebut sebenarnya bergerak energi kinetik molekul inilah yang meyebabkan temperaturnya naik dan ditunjukkan dengan satuan Kelvin.

Untuk mengubah satuan temperatur dari satuan yang satu ke yang lain dapat menggunakan cara dibawah ini:

B. Tekanan Tekanan didefinisikan sebagai besarnya perbandingan antara gaya yang bekerja dengan luas permukaan dimana gaya tersebut bekerja.

Tekanan pada fluida (cair atau gas) agak sulit digambarkan, namun banyak contoh yang menunjukkan nya tekanan pada fluida. Telinga manusia adalah alat indera manusia yang sangat peka terhadap tekanan. Suara yang diterima oleh gendang telinga pada dasarnya adalah perambatan gelombang tekanan. Pada saat berada dalam ketinggian tertentu seperti naik pesawat terbang, maka sering kali telinga manusia merasa tidak nyaman dikarenan tekanan udara di atas lebih kecil dibandingkan di dasar bumi.. Tekanan memiliki satuan internasional Pascal yaitu N/m2. Dalam satuan lain yang biasa digunakan adalah psi dan kg/cm2.

C. Volume spesifik

Volume spesifik (v) adalah besaran yang menunjukkan volume setiap satu satuan massa. Besaran ini merupakan kebalikan dari rapat jenis (ρ).

Uap air memiliki volume spesifik yang jauh lebih besar dibandingkan dengan air dalam fasa cair karena uap berfasa gas yang memiliki jarak antar molekul jauh lebih besar dibandingkan dengan fasa cair. Akibatnya fasa gas memiliki kerapatan yang sangat rendah yang berarti memiliki volume spesifik yang tinggi.

D. Energi dalam spesifik

Energi dalam spesifik adalah besaran yang menunjukkan seberapa besar "energi dalam" suatu zat setiap satu satuan massanya. Energi dalam itu sendiri adalah besarnya energi kinetik molekul zat tersebut. Secara teori molekul zat akan selalu bergerak jika temperatunya di atas 0 K sehingga memiliki energi kinetik. Seperti halnya konsep energi secara umum, energi dalam memiliki sifat relatif pada acuan tertentu. Namun yang dapat diketahui adalah selisih energi antara dua keadaan yang berbeda.

E. Entalpi spesifik

Entalpi adalah besaran yang menunjukkan energi kalor total yang dimiliki suatu zat pada keadaan tertentu. Besarnya entalpi merupakan penjumlahan dari energi dalam dalam dan perkalian tekanan dan volumenya. Sedangkan entalpi spesifik adalah besarnya entalpi setiap satu satuan massanya.

SIFAT TERMOMETRIK Pengertian Sifat Termometrik Contoh Penerapan Termometrik adalah ilmu tentang mengukur suhu. Sifat Termometrik secara sederhana adalah sifat struktur zat yang berubah ketika ada kenaikan atau penurunan suhu. Pengukuran suhu yang akurat sangat penting dalam banyak pengaturan, termasuk dalam proses industri manufaktur, aplikasi teknik, teknologi, ilmu penelitian, obat-obatan, dan bahkan aplikasi sehari-hari seperti memasak. Karena berbagai aplikasi yang luas, Termometrik adalah bidang yang luas. Sejumlah perangkat termometrik berbeda telah dikembangkan, mulai dari merkuri yang umum atau termometer digital yang digunakan dalam rumah tangga ke termistor sangat sensitif yang digunakan dalam proses otomotif dan industri. Suhu dapat diukur melalui berbagai metode yang berbeda. Sifat termometrik bekerja karena kenaikan atau penurunan suhu yang mempengaruhi struktur fisik mereka dengan cara tertentu

dan dapat diprediksi. Karena kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat ditransfer dari satu benda ke yang lain dalam situasi di mana ada perbedaan suhu antara dua benda ( gradien suhu). Prinsip ini dikenal sebagai konduksi. Termometer memperoleh skala suhu tertentu karena kalor yang ditransfer dari lingkungan ke bahan dalam termometer. Sebagai contoh, sebuah termometer merkuri terdiri dari merkuri, logam yang berbentuk cair pada suhu kamar dan tekanan, dalam tabung gelas. Tabung kaca baik diisi dengan gas nitrogen atau disimpan di ruang hampa. Ketika panas dipindahkan ke dalam bola merkuri di dasar termometer, merkuri mengembang ke ruang di atasnya. Perluasan volume ini disebabkan oleh transfer energi panas dari lingkungan ke partikel merkuri, yang bergerak jauh terpisah dari satu sama lain ketika diberi energi. Karena perubahan volume yang disebabkan oleh pemanasan merkuri terjadi dalam cara yang dapat diprediksi dan konstan, termometer dapat dikalibrasi dan digunakan sebagai alat ukur suhu. Jenis lain dari termometer, meskipun mereka berbeda dalam sensitivitas dan jenis bahan yang mereka gunakan, bekerja berdasarkan prinsip-prinsip yang sama dengan perpindahan panas. Bagaimanapun, tingkat lanjut termometrik, kadang-kadang perlu untuk menggunakan berbagai jenis perangkat dengan sensitivitas yang lebih besar, yang disebut termistor. Seperti termometer, termistor juga dapat digunakan untuk mengukur suhu, tetapi berfungsi melalui mekanisme yang sedikit berbeda. Termistor yang terbuat dari bahan logam atau keramik dengan kenaikan atau penurunan hambatan terhadap arus listrik bersama dengan kenaikan atau penurunan suhu. Karena hubungan antara resistensi dan suhu dalam perangkat ini dapat diprediksi berdasarkan bahan pembuat perangkat, termistor dapat digunakan untuk mengukur perubahan suhu. Termistor yang digunakan secara luas dalam termometrik dan diproduksi dalam berbagai gaya. Sebuah wilayah praktis di mana beberapa sifat termometrik penting termasuk industri otomotif, obat-obatan, dan pasar alat rumah. Dalam mobil, pengukuran yang tepat dari temperatur diperlukan untuk memastikan bahwa mesin didinginkan dengan benar. Dalam dunia kedokteran, suhu tubuh yang tinggi dapat mengindikasikan penyakit dan diawasi secara ketat. Peralatan medis seperti inkubator juga mengandalkan perangkat Termometrik untuk operasi. Dalam

peralatan rumah, seperti oven, suhu harus dikontrol sehingga daging dan makanan lainnya dapat dimasak dengan benar.

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamika http://www.cuacajateng.com/hukumpertamathermodinamika.html http://www.forumsains.com/fisika-smu/bunyi-hukum-ke-2-thermodynamics/ http://adeputriprasetya.blogspot.com/2009/11/hukum-3-termodinamika.html www.infofisioterapi.com/info/makalah-termodinamika.html www.bebas.vlsm.org/v12/sponsor/.../0285%20Fis-1-5b.html http://odimirakoyukieto.blogspot.com/2011/06/makalah-kimia-fisik-termodinamika.html http://termodinamika1.wordpress.com/2007/12/08/materi-perkuliahan/ http://khairunnisa2.blogspot.com/2013/03/konsep-dasar-termodinamika.html