HUKUM-HUKUM TERMODINAMIKA

 

HUKUM KE NOL TERMODINAMIKA

 

A.      Pengertian Kerja, Kalor dan Energi

Sebelum kita lebih jauh mempelajari tentang hukum-hukum termodinamika, alangkah lebih baiknya memahami beberapa istilah atau besaran fisika berikut ini :

ü  Kerja, Kalor dan Energi adalah konsep yang mendasar dalam termodinamika .

ü  Semua pengukuran kalor dan perubahan energi menghasilkan pengukuran kerja.

ü  Kerja = gaya x jarak ; kerja dilakukan selama proses untuk menghasilkan suatu perubahan

ü  Energi = kapasitas sistem untuk melakukan kerja

ü  Kalor = energi sistem yang berubah sebagai hasil perbedaan temperatur antara sistem dan temperatur lingkungan.

ü  Proses pelepasan energi sebagai kalor disebut eksoterm, dan proses penyerapan energi sebagai kalor disebut endoterm

 

B.       Hukum ke 0 termodinamika

Bunyi Hukum ke nol termodinamika adalah sebagai berikut :

” Jika 2 buah benda berada dalam kondisi kesetimbangan termal dengan benda yang ke 3, maka ketiga benda tersebut berada dalam kesetimbangan termal satu dengan lainnya” .

Untuk memudahkan dalam memahami pengertian dari hukum termodinamika ke nol ini, coba kita ilustrasikan kedalam pertnyataan berikut :

Apabila kita tinjau ada 3 buah sistem A, B dan C, bersinggungan, maka fakta eksperimentalnya adalah : “bila sistem A ada dalam kesetimbangan termal (temperatur/suhu) dengan sistem B, dan sistem B juga ada dalam kesetimbangan termal (temperatur/suhu) dengan C maka A ada dalam kesetimbangan (temperatur/suhu) dengan C”

 

Sebagai salah contoh yang dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari tentang fenomena yang menggambarkan hukum ke 0 termodinamika. Semua pernah merasakan mandi dengan air panas atau hangat bukan? Pada saat kita membuat air hangat untuk mandi, maka kita mencampur air panas dengan air dingin. Pada saat air panas dicampur dengan air dingin, maka kalor akan berpindah dari air panas ke air dingin. Pada proses perpindahan panas ini berlangsung beberapa saat hingga tercapai kesetimbangan termal antara air panas dengan air dingin. Pada saat tercapai kesetimbangan termal antara air panas dengan air dingin, temperatur air panas akan turun sedangkan temperatur air dingin akan naik menuju ke temperatur kesetimbangan termal dengan air panas sebelumnya.

Pada saat kita mencelupkan badan ke dalam air hangat yang sudah mencapai kesetimbangan termal, maka tubuh kita akan merasakan hangat/panasnya air. Hal ini menunjukkan bahwa ada sebagian kalor yang berpindah dari air ke tubuh kita. Peristiwa ini terjadi dikarenakan tubuh kita memiliki temperatur yang lebih rendah dibandingkan dengan campuran air hangat.  Dan setelah berendam beberapa saat, maka tubuh kita tidak akan merasa panas lagi, disebabkan karena tubuh kita telah tercapai kesetimbangan termal dengan air hangat/panas.

Kemudian, pada saat kita keluar dari bak mandi setelah berendam di air panas, maka yang terjadi pada tubuh kita akan terasa dingin. Hal ini disebebabkan karena temperatur ruangan lebih rendah dibandingkan dengan temperatur tubuh kita sebagai akibat dari sejumlah kalor dari tubuh berpindah ke udara di sekitar kita. Pada saat kalor keluar dari tubuh kita, oleh karena itu tubuh kita akan merasa lebih dingin.