Aplikasi Termodinamika : Termometer Bimetal Mekanik

Termometer Bimetal Mekanik adalah sebuah termometer yang terbuat dari dau buah kepingan logam yang memiliki koefisien muai berbeda yang dikeling (dipelat) menjadi satu. Kata bimetal sendiri memiliki arti yaitu bi berarti dua sedangkan kata metal berarti logam, sehingga bimetal berarti "dua logam".

Cara Kerja

Keping Bimetal sengaja dibuat memiliki dua buah keping logam karena kepingan ini dapat melengkung jika terjadi perubahan suhu. Prinsipnya, apabila suhu berubah menjadi tinggi, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang keoefisien muainya lebih rendah, sedangkan jika suhu menjadi rendah, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang keofisien muainya lebih tinggi. Logam dengan koefisien muai lebih besar (tinggi) akan lebih cepat memanjang sehingga kepingan akan membengkok (melengkung) sebab logam yang satunya lagi tidak ikut memanjang. Biasanya keping bimetal ini terbuat dari logam yang koefisien muainya jauh berbeda, seperti besi dan tembaga.

Pada termometer, keping bimetal dapat difungsikan sebagai penunjuk arah karena jika kepingan menerima rangsanag berupa suhu, maka keping akan langsung melengkung karena pemuaian panjang pada logam.

Aplikasi

Selain digunakan sebagai termometer, keping bimetal juga digunakan pada lampu sein mobil, termostat, setrika, dan lain lain.

Sumber: Wikipedia.com

Tokoh Fisika Termodinamika : Rudolf Julius Emanuel Clausius

Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822-1888) adalah ahli fisika matematik Jerman, penemu Hukum Termodinamika II, penemu entropi, penemu teori elektorolisis, doktor, guru besar, dan pengarang. Ia lahir di Koslin, Prusia, sekarang di Koszalin, Polandia, pada tanggal 2 Januari 1922 dan meninggal di Bonn tanggal 24 Agustus 1888, sekarang di Jerman pada umur 66 tahun. Ia kuliah di Unervisitas Berlin dan mendapat doktor dari Halle pada tahun 1848 ketika berumur 26 tahun. Dua tahun kemudian (1850) ia diangkat menjadi guru besar fisika di sekolah mesin dan artileri di Berlin, pada tahun 1867 ia jadi guru bedar fisika di Unirvesitas Wurzburg sampai tahun 1869. Kemudian ia mengajar di Universitas Bonn.
Clausius adalah ahli fisika teori atau fisika murni. Ia tidak mengadakan experimen. Ia menerapkan matematika untuk membuat teori yang dapat menjelaskan. Hasil pengamatan dan exprimen orang lain. Pada tahun 1850 ia membuat karya tulis yang mengungkapkan penemuannya, ialah hukum termodinamika II dan entropi termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari energi dan semua bentuk perubahanya terutama menganai hubungan panas dan kerja. Hukum termodinamika II berbunyi “Panas tidak dapat dengan sendirinya berpindah dari badan yang lebih dingin ke badan yang lebih panas”. Di alam semesta terjadi decara terus – menerus perpindahan panas atau energi dari badan angkasa yang panas ke badan angkasa yang dingin. Maka berabad-abad kemudian semua panas atau energi akan terbagi merata keseluruh bagian alam semesta. Keadaan seimbang ini disebut entropi. Ini berati dunia kiamat, karena semua gerak dan kehidupan berhenti.

Kalorimetri Tekanan-Konstan

• 

Peralatan yang lebih
sederhana dibanding kalorimeter volume-konstan adalah kalorimeter tekanan-konstan, yang digunakan untuk menentukan perubahan kalor untuk reaksi selain pembakaran. Secara kasar, kalorimeter tekanan-kanstan dapat dibuat dari dua cangkir kopi styrofoam. Hal tersebut merupakan cara sederhana dari kalorimetri tekanan-konstan. Peralatan ini mengukur pe
ngaruh kalor pada berbagai reaksi, seperti penetralan asam basa, kalor pelarut, dan kalor pengenceran.
Karena tekanannya konstan, perubahan kalor yang terjadi untuk proses (q_reaksi) sama dengan perubahan entalpi. Dari dua cangkir kopi styrofoam dapat
diketahui perubahan-perubahan kalor yang terjadi serta cara sederhana
yang dapat dilakukan untuk mengetahui perubahan kalor.^[3]

Kalorimetri Volume-Konstan

• 

Kalor pembakaran biasanya diukur dengan menempatkan senyawa yang massanya diketahui dalam wadah baja yang disebut kalori meter bom volume-konstan, yang diisi dengan oksigen pada tekanan 30 atm. Bom tertutup dicelupkan kedalam air, sampel dihubungkan ke listrik, dan kalor yang dihasilkan
oleh reaksi pembakaran dapat dihitung secara tepat dengan mencatat kenaikan suhu air. Kalor yang dilepas oleh sampel di serap oleh air dan bom. Kalorimeter yang dirancang secara khusus itu memungkinkan kita untuk mengasumsikan bahwa tidak ada kalor (atau massa) yang hilang ke lingkungan selama waktu pengkuran. Dengan demikian kita dapat mengetahui kalor pembakaran pada bom tersebut. Jadi kita dapat menyebut bom itu dan air tempat pencelupannya sebagai sistem terisolasi. Karena tidak ada kalor yang masuk atau meninggalkan sistem selama proses berlangsung,
perubahan kalor sistem (q_sistem) harus nol dan kita dapat menulis
q_sistem = q_kal + q_reaksi
= 0
dimana q_kal dan q_reaksi berturut adalah perubahan kalor untuk kalorimeter dan reaksi.
Jadi, q_{reaksi =} -q_kal^[3]

Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor

Kalor jenis suatu zat adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu gram zat sebesar satu derajat Celsius. Kapasitas kalor suatu zat adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sejumlah zat sebesar satu derajat Celsius. Hubungan kapasitas kalor dan kalor jenis suatu zat adalah C=ms dimana m adalah massa zat dalam gram.
Dalam sebuah percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor :

1. massa zat
2. jenis zat (kalor jenis)
3. perubahan suhu

Dapat dirumuskan:
Q= m.c(t2-t1)
keterangan:
Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)
m adalah massa banda (kg)
c adalah kalor jenis (J/kgC)
(t2-t1) adalah perubahan suhu
Rumus kapasitas kalor:
H=Q/(t2-t1)
Keterangan:
H adalah kapasitas kalor
Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)
(t2-t1) adalah perubahan suhu[

Proses-proses Termodinamika Gas

•  Proses Isobarik

Proses Isobarik adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada tekanan tetap.

•  Proses Isokhorik

Proses Isokhorik adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada volume tetap.

Karena V tetap maka perubahan volume 0,

Sehingga usaha = 0

 

• Proses Isotermal

Proses Isotermal adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap.

•   Proses Adiabatik

Proses Adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada kalor (Q) yang masuk atau keluar dari sistem (gas).