1. Alat
dan Bahan
Ø Alat
·
Termometer
·
Panci
·
Kompor
Ø Bahan
·
Es batu
2. Cara
kerja
a)
Siapkan panci,
kemudian masukkan es batu secukupnya
b)
Ukurlah suhu es
batu tersebut menggunakan termometer celcius
c)
Panaskan es batu
yang ada di panci tersebut dengan nyala api yang tidak terlalu besar
d)
Ukur suhu
setelah dipanaskan
CONTOH HASIL PENGAMATAN
|
No
|
Benda
|
Perlakuan
|
Hasil pengamatan
|
|
1
|
Es batu
|
Dimasukkan dalam panci dan ukur
suhunya
|
Suhu es batu setelah diukur
menggunakan termometer celcius adalah 30 celcius
|
|
2
|
Es batu
|
Es batu dipanaskan hingga mencair dan
ukur suhunya
|
Suhu es batu setelah mencair karena
dipanaskan adalah 50 celcius
|
1. Hipotesis
Adapun
hipotesis dalam eksperimen hukum nol termodinamika tentang kesetimbangan
termal, eksperimen ini merupakan eksperimen yang dilakukan untuk membandingkan
teoritis dan praktek khususnya pada hukum nol termodinamika. Sebelum kami melakukan eksperimen terlebih dahulu kami
mengetahui teori tentang hukum nol termodinamika apakah sama teori dan praktek.
Secara teoritis Hukum 0 Termodinamika mengatakan bahwa
Apabila dua buah benda yang berada yang berada di dalam kesetimbangan thermal
digabungkan dengan sebuah benda lain, maka ketiga-tiganya berada dalam kesetimbangan
thermal
PEMBAHASAN
Pada percobaan ketiga, yaitu tentang kesetimbangan
ternal. Pertama-tama kami mengukur suhu esbatu dengan menggunakan termometer
dan suhunya menunjukan 3oC. Setelah itu Esbatu dipanaskan diatas
kompor dengan api yang kecil. Perlahan lahan Esbatu meleleh dan setelah diukur
suhunya dengan menggunakan termometer suhunya menjadi 5oC. Tidak
setimbang percobaan yang kami lakukan sedikit menyimpang dari teori karena
disebabkan oleh beberapa faktor :
v Kami
melakukan percobaan di ruangan terbuka,kemungkinan di pengaruhi oleh suhu lingkungan
v Disebabkan
oleh karena api yang tidak merata.
a. Keseimbangan
Termal dan Hukum Ke-O Termodinamika.
Dirimu pernah minum es teh-kah ? atau
mungkin es sirup, es susu biasanya kalau kita mau minum es teh dkk, kita
mencampur air panas atau air hangat yang ada di dalam gelas dengan es batu.
Jika diperhatikan secara saksama, es batu perlahan-lahan mulai mencair. Pada
saat es batu mencair, air panas yang ada di dalam gelas menjadi dingin. Setelah
beberapa menit, campuran es batu dan teh hangat pun berubah menjadi es teh yang
begitu sejuk dan mengundang selera… apalagi pas lagi gerah atau kepanasan.
Mencampur es batu dengan air panas dalam gelas hanya
merupakan salah satu contoh saja. Masih banyak contoh lain yang sering kita
lakukan dalam kehidupan sehari-hari. Kalau kita ingin mandi dengan air hangat,
biasanya kita mencampur air mendidih dengan air yang lebih dingin. Ketika kita
ingin mendinginkan benda padat, seperti besi panas, kita bisa mencelupkan besi
ke dalam air. Apa yang kita lakukan ini kelihatannya sederhana dan sepele.
Walaupun demikian, hal tersebut merupakan salah satu konsep yang penting dalam
ilmu fisika.
Keseimbangan Termal.
Sebagaimana
yang telah mr.ozan jelaskan pada awal tulisan ini, jika kita ingin memperoleh
air hangat, kita bisa mencampur air panas dengan air dingin. Kita bisa
mengatakan air panas memiliki suhu tinggi sedangkan air dingin memiliki suhu
yang lebih rendah. Setelah dicampur, perlahan-lahan air panas menjadi dingin
(suhu air panas menurun), sebaliknya air dingin menjadi hangat (suhu air dingin
meningkat). Beberapa saat kemudian, campuran air panas dan air dingin berubah
menjadi air hangat. Adanya air hangat menunjukkan bahwa suhu campuran air panas
dan air dingin telah sama. Ketika campuran air panas dan air dingin mencapai
suhu yang sama, keduanya dikatakan berada dalam keseimbangan termal.
Proses yang sama juga terjadi ketika
kita memasukan es batu ke dalam gelas yang berisi teh hangat. Setelah dimasukan
ke dalam gelas, es batu mulai mencair dan air teh yang pada mulanya hangat
menjadi dingin. Setelah saling bersenggolan di dalam gelas, campuran es batu
dan teh hangat pun berubah menjadi es teh yang sejuk dan mengundang selera.
Adanya es teh menujukan bahwa suhu campuran sama. Ketika es batu dan teh hangat
mencapai suhu yang sama, keduanya dikatakan berada dalam keseimbangan termal.
Pada dasarnya, dua benda dikatakan
berada dalam keseimbangan termal, jika setelah bersentuhan, kedua benda
tersebut mencapai suhu yang sama. Misalnya terdapat 2 benda, sebut saja benda A
dan benda B. Pada mulanya benda A memiliki suhu tinggi (benda A panas)
sedangkan benda B memiliki suhu rendah (Benda B dingin). Setelah bersentuhan
cukup lama, kedua benda tersebut mencapai suhu yang sama. Dalam hal ini, benda
A dan benda B dikatakan berada dalam keseimbangan termal. Untuk memperjelas,
amati gambar di bawah….
Ini cuma ilustrasi saja. Gambar ini
kayaknya lebih cocok untuk benda padat. Perlu diketahui bahwa benda yang
bersentuhan bisa berupa benda padat, cair atau gas. Apabila yang saling bersentuhan
adalah benda padat, maka kedua benda bisa ditempelin seperti gambar di atas.
Sebaliknya, jika yang saling bersentuhan adalah benda padat dan cairan, maka
benda padat dicelupkan ke dalam cairan (misalnya besi yang panas dimasukkan ke
dalam air). Apabila yang saling bersentuhan adalah cairan, maka kita bisa
menuangkan salah satu cairan ke dalam cairan lainnya (misalnya mencampur air
panas dengan air dingin).
Hukum Ke-O Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem
dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling
setimbang satu dengan lainnya.
Sejauh ini kita baru meninjau keseimbangan termal yang dialami oleh dua benda
yang bersentuhan. Untuk memahami konsep keseimbangan termal secara lebih
mendalam, mari kita tinjau 3 benda (sebut saja benda A, benda B dan benda C).
Benda C bisa dianggap sebagai termometer. Misalnya benda A dan benda B tidak
saling bersentuhan, tetapi benda A dan benda B bersentuhan dengan benda C.
Karena bersentuhan, maka setelah beberapa saat benda A dan benda C berada dalam
keseimbangan termal. Demikian juga benda B dan benda C berada dalam
keseimbangan termal.
Berhubung ini bukan permainan logika
atau tebak2an, maka perlu dibuktikan melalui percobaan. Dirimu tidak perlu
repot2 membuat percobaan karena om dan tante ilmuwan yang sudah pensiun di alam
baka telah melakukan percobaan. Berdasarkan hasil percobaan, ternyata benda A
dan benda B juga berada dalam keseimbangan termal. Dalam hal ini, suhu benda A
= suhu benda B. Jadi walaupun benda A dan benda B tidak bersentuhan, tapi
karena keduanya bersentuhan dengan benda C, maka benda A dan benda B juga ikut-ikutan berada dalam keseimbangan termal. Hal ini
disimpulkan dalam sebaris kalimat indah di bawah ini :
“Jika dua benda berada dalam
keseimbangan termal dengan benda ketiga, maka ketiga benda tersebut berada
dalam keseimbangan termal satu sama lain.”
Ini adalah hukum ke-0 termodinamika. Kedengarannya agak aneh, jarang-jarang
hukum dimulai dari nol. Kisahnya begini… Setelah para ilmuwan menemukan hukum
termodinamika pertama, kedua dan ketiga, mereka baru sadar kalau hukum ini
belum dinyatakan. Bagaimanapun, hukum ini merupakan dasar bagi hukum
termodinamika pertama, kedua dan ketiga, maka para ilmuwan harus menyatakannya
terlebih dahulu. Munculnya belakangan, lagian ilmuwan juga bingung mau nempelin
dimana, ya lebih bagus dan lebih tepat kalau diberi julukan hukum ke-0 saja.
Proses T-V dan-P Konstan
Jika keadaan berubah, kita akan selalu
menunggu sampai temperature dan tekanan mencapai nilai yang sama secara
keseluruhan. Dengan demikian kita hanya mempertimbangkan keadaan setimbang dari
system ketika variable yang mendeskripsikannya (seperti temperature dan
tekanan) sama diseluruh bagian system dan tidak berubah terhadap waktu. Untuk
penjumlahan gas tertentu, ditemukan secara eksperimen bahwa, sampai pendekatan
yang cukup baik, volume gas berbanding terbalik dengan tekanan yang diberikan
padanya ketika temperature dijaga konstan. Yaitu:
V∞ T= konstan
Dimana p adalah tekanan absolute (bukan
“tekanan ukur”), sebagai contoh, jika tekanan pada gas digandakan, maka volume
diperkecil sampai setengah nilai awalnya. Hubungan ini dikenal sebagai hukum
boyle. Hukum boyle juga dapat dituliskan
PV= Konstan
T= konstan
Yaitu, pada temperature konstan, jika
tekanan ataupun volume gas dibiarkan berubah, variable yang satunya juga
berubah sehingga hasil kali PV tetap konstan.
Adapun hukum gas yang kedua yaitu volume gas dengan jumlah gas tertentu
berbanding lurus dengan temperature mutlak ketika tekanan dijaga konstan.
Pernyataan ini dikenal sebagai hukum
Charles, dan dituliskan :
V∞ T P=konstan
Hukum gas ketiga, dikenal sebagai hukum
Gay-Lussac dari Joseph Gay-Lussac (1778-1850), menyatakan bahwa pada volume
konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan tempertur mutlak.
P∞ T V= konstan
SOURCE : Makalah Eksperimen Kesetimbangan Termal - Jurusan Pendidikan Fisika IKIP MATARAM
.jpg)
0 komentar:
Posting Komentar