Sejarah Perkembangan Hukum ke-0 Termodinamika
Pada
dasarnya, termodinamika adalah ilmu yang mempelajari tentang panas sebagai
energy yang mengalir. Oleh karena itu, sejarah berkembangnya ilmu termodinamika
berawal sejak manusia mulai “memikirkan” tentang panas. Orang yang pertama kali
melakukannya adalah Aristoteles (350 SM). Dia mengatakan bahwa panas adalah
bagian dari materi atau materi tersusun dari panas.
Penalaran yang dilakukan oleh
Aristoteles diteruskan oleh Galileo Galilei (1593) yang menganggap bahwa panas
adalah sesuatu yang dapat diukur dengan penemuannya berupa thermometer air.
Beberapa abad setelahnya Sir Humphrey Davy dan Count Rumford (1799) menegaskan
bahwa panas adalah sesuatu yang mengalir. Kesimpulan ini mendukung prinsip kerja
thermometer, tapi membantah pernyataan Aristoteles. Seharusnya Hukum ke-0
Termodinamika dirumuskan saat itu, tapi karena termodinamika belum berkembang
sebagai ilmu, maka belum terpikirkan oleh para ilmuwan.
“Dua system dalam keadaan setimbang dengan system
ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya”.
Penalaran Aristoteles yang
diteruskan oleh Galileo Galilei
|
2.2 Kesetimbangan Termal
Suatu campuran gas yang dinyatakan
dalam komposisi, massa, tekanan, dan volum, dari percobaan ditemukan bahwa
untuk komposisi dan massa konstan, harga volum dan tekanan system dapat
berbeda-beda. Jika tekanan dibuat tetap, volumnya dapat diubah-ubah demikian
pula sebaliknya. Sehingga dapat dikatakan tekanan dan volum merupakan koordinat
bebas. Jadi untuk system dan massa tetap dan komposisi tetap masing-masing
hanya memerlukan sepasang koordinat bebas. Jadi system akan memcapai keaadan
kesetimbangan apabila system memiliki sepasang koordinat bebas yang konstan selama
kondisi eksternal tidak berubah. Kesetimbangan termal dapat dicapai apabila suhu pada setiap titik pada seluruh
system adalah seragam dan sama dengan suhu lingkungan. Misalkan terdapat dua
benda A dan B, benda A terasa dingin
oleh tangan dan benda B terasa panas
oleh tangan. Apabila kedua benda tersebut disentuhkan, pada keduanya akan
terjadi perubahan sifat. Pada suatu saat tidak terjadi lagi perubahan sifat
tersebut maka A dan B dikatakan mencapai kesetimbangan termal. Sifat yang berubah
ini disebut suhu. Jadi kita dapat
mengatakan bahwa benda A dan B mempunyai suhu yang sama.
“Bila dua system satu sama lain berada dalam
kesetimbangan termal, suhu kedua system tersebut adalah sama”.
2.3 Hukum ke-0 Termodinamika
Sifat
dari suatu benda berubah ketika kita mengubah temperaturnya, misalnya dengan
memindahkan benda tersebut dari kulkas ke open. Seperti beberapa contoh nyata:
sejalan dengan peningkatan suhu, volume dari suatu cairan akan meningkat,
batang logam mengalami pertambahan panjang, dan hambatan listrik dari kawar
meningkat, seperti halnya tekanan yang diberikan oleh gas. Kita dapat
menggunakan salah satu dari sifat – sifat sebagai dasar instrumen yang akan
membantu kita mempelajari konsep dari suhu.
Sebuah termoskop. Nilai akan meningkat ketika perangkat
dipanaskan dan menurun ketika didinginkan
|
Gambar
diatas menunjukkan salah satu instrument pengukur. Setiap insinyur dapat
mendesain dan membuat instrument tersebut dengan menggunakan salah satu dari
sifat yang tercantum diatas. Instrumen ini dilengkapi dengan tampilan pembacaan
(umpamanya, dengan Bunsen burner), nomor yang ditampilkan mulai meningkat, jika
Anda kemudian memasukkannya ke dalam kulkas, nomor yang ditampilkan mulai
menurun. Instrumen ini tidak dikalibrasikan dengan cara apapun, dan nilai yang
ditampilkan belum memiliki pengertian fisis. Perangkat tersebut adalah
termoskop tapi tidak (belum) digolongkan sebagai thermometer.
Keterangan Gambar
:
(a) Benda
T (termoskop) dan benda A berada dalam kesetimbangan termal. (benda S
adalah isolasi termal).
(b) Benda
T dan B juga dalam kesetimbangan termal, nilai dibaca sama oleh termoskop
tersebut.
(c)
Jika (a) dan (b) memiliki nilai yang sama,
Hukum Termodinamika ke-0 menyatakan bahwa benda A dan B juga dalam
kesetimbangan termal.
|
Anggaplah, seperti yang ditampilkan
pada gambar di atas, kita menempatkan termoskop (yang akan kita sebut benda T)
pada situasi kontak secara langsung dengan benda lain (benda A). Seluruh system
terkurung dalam kotak isolasi berdinding tebal. Angka-angka yang ditampilkan
oleh termoskop akan terus berubah, hingga akhirnya angka tersebut mencapai
titik stabilnya (mari kita anggap angka yang terbaca adalah “137,04”) dan tidak
ada perubahan lebih lanjut terjadi. Dan kita menganggap bahwa setiap pengukuran
benda T dan benda A telah stabil atau tidak berubah. Lalu dapat kita katakana
bahwa dua benda berada dalam kesetimbangan
panas satu sama lain. Meskipun pembacaan untuk benda T belum dikalibrasi,
kita dapat menyimpulkan bahwa benda T dan benda A pasti berada pada suhu (tidak
diketahui) yang sama.
Selanjutnya kita misalkan benda T
untuk mengalami kontak langsung dengan benda B (gambar diatas) dan kita temukan
bahwa kedua benda berada pada kesetimbangan termal yang sama pada pembacaan
termoskop. Dan pastinya benda T dan benda B berada pada suhu (masih belum
diketahui) yang sama. Jika kita sekarang menempatkan benda A dan B ke untuk
mengalami kontak langsung (gambar diatas), apakah kedua benda tersebut akan
langsung mengalami ksetimbangan termal satu sama lain? Dalam eksperimen, kita
menemukan bahwa kedua benda mengalami kesetimbangan.
Fakta eksperimen yang ditunjukkan
pada gambar disamping tercakup dalam Hukum
ke-0 Termodinamika :
Jika benda A
dan B masing – masing dalam
kesetimbangan termal dengan benda ketiga yaitu T, maka A dan B berada dalam
kesetimbangan termal satu sama lain.
|
Dalam bahasa yang sederhana, maksud
dari hokum ke – nol adalah : “setiap
benda memiliki property yang disebut temperature.
Ketika dua benda berada dalam kesetimbangan termal, temperatur mereka adalah
sama. Dan sebaliknya.” Sehingga kami sekarang dapat membuat termoskop kita
(benda T sebagai benda ketiga) sebagai thermometer yang dipercaya bahwa
pembacaanya akan memiliki makna fisis. Yang harus kita lakukan adalah
mengkalibrasi alat tersebut.
Kita menggunakan Hukum ke-0
Termodinamika terus menerus di laboratorium. Jika kita ingin mengetahui apakah
cairan dalam dua gelas berada pada suhu yang sama, maka kita dapat mengukur
suhu masing – masing dengan termometer. Kita tidak perlu membawa cairan dalam
gelas untuk berkontak secara langsung dan selanjutnya hanya perlu mengamati
apakah mereka dalam keadaan kesetimbangan termal atau tidak.
Hukum ke-0 Termodinamika pada tahun
1930-an, jauh setelah hukum pertama dan
kedua termodinamika dan dinomori. Karena konsep temperatur adalah dasar kedua
hukum, maka hukum yang menetapkan suhu sebagai konsep yang valid harus memiliki
nomor terendah sehingga diberi nomor nol.
Dari pandangan mikroskopik,
temperature merupakan pengejawantahan kegiatan molekul. Peningkatan temperature
akan diikiti oleh peningkatan serentak pada energy kinetic molekul tersebut.
Apabila dua system gas ideal berada dalam kesetimbangan termal, energy kinetic
rerata (average) molekul akan sama untuk kedua system ini.
Temperature dapat diukur hanya
dengan metode tak langsung. Umumnya kalor dipindahkan ke suatu instrumen
seperti benda C, dan perubahan akibat temperature pada sejumlah sifat atau
tanggapan (response) C diukur. Suatu sifat yang berubah nilainya sebagai fungsi
temperature disebut sifat termometrik. Contoh
– contoh sifat termometrik termasuk panjang kolam cairan dalam suatu bumbung
kapiler yang dihubungkan dengan bola. Tekanan gas bermassa tetap yang dipertahankan
pada volume konstan, volume gas bermassa tetap yang dipertahankan pada tekanan
konstan, tahanan listrik kawat logam pada tekanan atmosfer, dan medan
elektromagnetik termokopel.
Dalam membuat skala temperatur,
suatu bilangan sembarang ditetapkan untuk menyajikan satu titik tetap dan temperatur lain dinyatakan dengan titik tetap ini
sebagai acuan. Pada tahun 1954, Kelvin menyatakan bahwa suatu titik tetap,
seperti titik triple air (es, air cair, dan uap muncul bersama dalam
kesetimbangan), sudah cukup untuk menentukan dasar skala temperature mutlak.
Titik tetap ini telah dipakai pada 1954 oleh Konferensi Internasional Kesepuluh
tentang Bobot dan Ukuran karena ketelitian yang tinggi yang dapat ditentukan
dengan titik tetap ini, dan nilainya telah ditetapkan pada 273,16 K.
Sebelumnya, kedua titik tetap yang menentukan skala temperature ialah titik es,
yang merupakan cair es pada tekanan atmosfer standard an temperature ini 0,01°C di bawah titik tripel, dan titik uap
yang merupakan temperatur titik didih air pada tekanan atmosfer standar.
2.4 Termometri
Temperature perlu ditentukan secara
kuantitatif dan penentuan atau cara penentuan ini disebut termometri. Pada taraf pertama, secara langsung kita dapat
merasakan ukuran temperature melalui panca-indera.
Kita mengenal bahwa ukuran
temperature adalah suatu besaran scalar dan besaran ini dapat berubah – ubah.
Kita mengetahui juga bahwa zat atau zat – zat yang berlainan temperaturnya bila
dicampur, akhirnya jika tidak terganggu, akan mencapai suatu keadaan keseimbangan
yakni mempunyai suatu ukuran temperature yang sama yang terletak di antara
kedua ukuran temperature semula. Selanjutnya dapat diketahui pula bahwa
perubahan temperatur dari suatu benda atau zat mengubah fisis atau sifat fisis
serta dimensi dari benda atau zat tersebut. Sifat ini dapat dipergunakan untuk
menentukan ukuran temperatur secara tidak langsung. Alat untuk mengukur
temperatur ini disebut termometer.
Cara yang paling sederhana untuk
menentukan suhu sejumlah system adalah memilih salah satu system sebagai
indicator kesetimbangan termal antara system ini dengan system – system
lainnya. System yang dipilih ini disebut thermometer.
Kualitas dari sebuah thermometer
ditentukan oleh kepekaannya, ketelitiannya, dan keterulangannya (dapat diperbanyak)
serta kecepatanya mencapai kesetimbangan termal dengan system lainnya.
Nama
Termometer
|
Sifat
Termometrik
|
Gas volume konstan
|
Tekanan
|
Termokopel tegangan mekanis tetap
|
Elektromotansi termal
|
Hambatan listrik tegangan tetap
|
Daya hambat tetap
|
Uap helium jenuh
|
Tekanan
|
Garam paramagnetic
|
Suseptibiltas magnetic
|
Radiasi benda hitam
|
Emitansi radian
|
Termometer semikonduktor
|
Tegangan atau arus listrik
|
Termometer LCD
|
Beda potensial
|
Pirometer radiasi
|
Radiasi
|
Termometer dengan sifat termometriknya
|
Termometer gas volume konstan
Di antara
sifat termometrik yang digunakan dalam pengukuran suhu adalah tekanan gas
dijaga pada volume konstan. Thermometer gas volume konstan atau thermometer gas
ideal yaitu :
Thermometer ini terutama dipakai di lembaga
standard an lembaga riset universitas. Thermometer ini biasanya besar dan
lambat mencapai kesetimbangan termalnya. Thermometer terdiri dari sebuah tabung
yang dapat terbuat dari gelas, porselen, kuarsa, platinum, atau platinum
iridium dan manometer raksa. Keduanya dihubungkan dengan pipa kapiler. Tabung C
diisi gas, umumnya hydrogen atau helium ditempatkan pada system yang akan
diukur suhunya. Pipa A dinaikkan atau diturunkan hingga raksa pada pipa B
berada pada tanda yang diberikan. Tinggi kolom cairan y sebanding dengan
tekanan tolok gas dalam bola gelas. Tinggi y akan berubah bila tekanan gas
dalam bola gelas berubah.
Dari suatu
percobaan yang dilakukan pada gambar diatas, kita lihat bahwa semua gas pada
suhu tertentu memberikan nilai pv yang sama ketika tekanannya sangat rendah
yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Oleh karenanya besaran pv dapat
digunakan sebagai sifat termometrik untuk mengukur suhu, tak peduli apapun
gasnya. Pada tekanan yang sangat rendah, pv berubah secara linier terhadap T.
Artinya, pada thermometer gas volume
konstan, tak peduli sifat gasnya, semua thermometer gas mendekati pembacaan
yang sama ketika tekanan gasnya mendekati nol.
Pembacaan
thermometer gas volume konstan untuk mengatur pengembunan uap air dan benda
yang sedang diuji.
|
Apabila thermometer dikontakkan pada
system yang hendak diukur suhunya dan kemudian dikontakkan pada system acuan,
persamaanya berlaku dan diperoleh :
T (K) = 273,16
|
ptp adalah tekanan mutlak
pada saat thermometer dalam keadaan kesetimbangan dengan titim triple air.
Apabila thermometer ini diisi gas 3He
tekanan rendah, suhu gas ideal yang dapat diukur adalah sekitar 5K.
Thermometer kedua yang banyak digunakan di laboratorium
riset dan rekayasa adalah termokopel. Thermometer ini terdiri dari hubungan dua
logam atau logam campuran. Dalam praktik dua termokopel tak serupa disambung
bersama pada satu ujung untuk membentuk hubungan uji dan disambung pada ujung
dua lainnya dengan kawat tembaga untuk dihubungkan ke potensiometer seperti
gambar dibawah ini. Selama pemakaian, hubungan dengan kawat tembaga dijaga pada
suhu acuan yang diketahui.
(a)
Thermometer
besi-konstantan untuk mengindera perbedaan suhu antara hubungan acuan
dengan hubungan uji
(b) Thermometer gelas berisi cairan
|
Thermometer ini merupakan thermometer yang paling dikenal
namun kurang akurat. Thermometer ini terdiri dari bole berdinding sangat tipis
dihubungkan dengan pipa kapiler yang berisi cairan raksa atau alcohol. Panjang
kolom cairan dalam kapiler merupakan sifat termometrik. Nilai suhu ditunjukkan
oleh panjang kolom cairan yang dihitung dari titik yang dipilih sekehendak.
2.4.1 Syarat – syarat Termometri
Untuk mengukur temperatur suatu
benda dapat digunakan zat yang sifat fisisnya (thermometric property-nya)
dapat berubah karena perubahan temperatur. Diharapkan perubahan sifat fisis ini
semaksimal mungkin dapat menunjukkan perubahan-perubahan temperatur yang sekecil
mungkin. Oleh sebab itu, dalam pengukuran temperatur (termometri) dengan
menggunakan perubahan sifat fisis suatu zat diperlukan syarat-syarat termometri
sebagai berikut.
1. Zat yang digunakan,
2. Sifat fisis zat (thermometric
property), dan
3. Tingkatan kuantitatif yang
menyatakan besar kecilnya temperatur.
Ketiga syarat termometri ini saling
kait mengait sulit untuk dipisahkan. Sifat fisis tergantung pada zat yang
digunakan, sedangkan batas-batas ukuran kuantitatif yang dapat dicapai termometer
bergantung kepada zat dan sifat fisis zat yang digunakan. Oleh sebab itu, dalam
pembuatan termometer harus diperhatikan ketiga syarat termometri tersebut.
Adapun zat yang sering digunakan dalam pengukuran temperatur (termometri)
antara lain:
1. zat padat, misalnya: platina dan
alumel.
2. zat cair, misalnya: airraksa
(raksa) dan alkohol.
3. zat gas, misalnya: udara, zat air,
dan zat lemas.
Sifat-sifat fisis zat yang sering
digunakan dalam pengukuran temperatur (termometri) antara lain:
1. perubahan volume gas.
2. perubahan tekanan gas.
3. perubahan panjang kolom cairan.
4. perubahan harga hambatan listrik
atau hambatan jenis.
5. perubahan gaya gerak listrik.
6. perubahan harga kuat arus listrik.
7. perubahan intensitas cahaya karena
perubahan temperatur.
8. perubahan warna zat.
9. perubahan panjang dua logam yang
berlainan jenisnya.
Tingkatan yang menyatakan besar
kecilnya temperatur ditunjukkan oleh nilai atau harga temperatur. Penentuan
harga ini harus dapat direproduksi, artinya, jika temperatur dari suatu keadaan
sudah dinyatakan dalam suatu harga, misalnya 500C, maka setiap kali kita
memperoleh harga itu, keadaan sesungguhnya harus tepat sama dengan keadaan
semula atau sebaliknya.
Dalam
pengukuran temperatur ada korespondensi timbal balik antara keadaan temperatur
dan angka atau harga temperatur itu serta keajegan penunjukkannya. Untuk ini
diperlukan suatu patokan yang tetap. Dengan patokan harga yang tetap,
pengertian tentang patokan itu sendiri, dan perkembangan ilmu yang mendasarinya,
maka timbul bermacam-macam jenis termometer, timbul berbagai macam derajat
temperatur, dan masalah-masalah lainnya yang berkaitan dengan pengukuran
temperatur. Oleh sebab itu, akan dibahas tentang jenis-jenis termometer,
derajat temperatur, dan skala temperatur.
Kita pertama kali mendefinisikan dan mengukur suhu pada
skala Kelvin. Kemudian kita mengkalibrasi termoskop untuk membuat jadi
thermometer.
Titik
Tripel Air
Untuk mengatur skala suhu, kita pilih beberapa fenomena termal
dan menetapkan suhu Kelvin tertentu sebagai lingkungannya. Artinya, kita
memilih titik tetap standar dan
memberikan titik temperature standar.
Kita bisa memilih antara titik beku atau titik didih air, tetapi, karena alasan
teknis, kita memilih titik triple air.
Air dalam bentuk cair, es padat, dan uap air (gas) dapat
berdampingan dalam kesetimbangan termal hanya pada satu set nilai tekanan dan
suhu. Gambar dibawah ini, menunjukkan sel triple-point, dimana tuga titik dapat
ia buktikkan dari percobaan dalam laboratorium. Sesuai dengan perjanjian
internasional, titik triple air ditentukan pada nilai 273,16 K sebagai suhu
titik standar untuk kalibrasi thermometer, yaitu
T3
= 273,16 K (titik triple temperature)
|
Dimana
subskrip tiga berarti “tiga titik”. Persetujuan ini juga menetapkan ukuran
Kelvin sebagai perbedaan antara nol mutlak dari titik triple suhu air sebesar
1/273,16.
Perhatikan
bahwa kita tidak menggunakan tanda derajat dalam penyajian data menggunakan
suhu Kelvin (bukan 300°K),
dan dibaca “300 Kelvin” (bukan “300 derajat Kelvin”). Aturan SI-pun berlaku
dalam hal ini. Jadi 0,0035 K sebanding dengan 35mK. Tidak ada perbedaan
penyebutan yang dibuat antara suhu Kelvin dan perbedaan suhu, sehingga kita
dapat menulis, “titik didih belerang adalah 717,8 K” dan “suhu air mandi ini
dinaikkan sampai sebesar 8,5 K”.
Dalam sistem satuan internasional
telah disepakati, bahwa titik acuan untuk temperatur adalah temperatur tripel
air. Temperatur tripel air adalah temperatur air murni yang berada dalam
keadaan setimbang termal dengan es dan uap air jenuhnya. Temperatur ini
berharga 273,16 K (Kelvin) dan dapat direalisasikan dengan menggunakan sel
tripel.
Jika T = temperatur yang hendak
diketahui, X = harga Thermometric Property pada temperatur yang
hendak diukur, T1 = temperatur acuan yang dipilih, dan X1 =
harga Thermometric Property pada temperatur acuan atau temperatur yang
dipilih, maka dengan menggunakan temperatur titik
tripel dapat diperoleh persamaan:
T = 273,16 (X / X1) K
(Kelvin)
|
Hukum ke nol termodinamika
berhubungan dengan kesetimbangan termal antara benda benda yang saling
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. benda A dan benda B juga berada dalam keseimbangan termal,
sekalipun keduanya tidak bersentuhan. Benda A dan benda C berada dalam
keseimbangan termal, berarti suhu benda A = suhu benda C. Benda B dan benda C
juga berada dalam keseimbangan termal (suhu benda B = suhu benda C). Karena A =
C dan B = C, maka A = B. 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 berada dalam
keseimbangan termal. Hukum ke nol berbunyi “Jika
dua benda berada dalam keseimbangan termal dengan benda ketiga, maka ketiga
benda tersebut berada dalam keseimbangan termal satu sama lain.”
Dalam kehidupan sehari hari hukum ke
nol ini banyakan ditemukan atau di gunakan. Seperti pada saat kita memasukkan
es batu kedalam air hangat, yang terjadi yaitu es batu akan mencair (suhu es
meningkat) dan suhu air hangat menjadi turun, kemudian lama kelamaan es nya
mencair semua dan tinggalah air dingin. Air dingin ini menunjukkan campuran
antara es batu dan air hangat yang bersuhu sama atau kata lainnya sudah masuk
dalam keadaan kesetimbangan termal.contoh lainnya yaitu pada saat kita memasak
air didalam panci, benda pertama panci dan benda kedua air. Panci dibakar
dengan api sehingga temperaturnya berubah. Air yang bersentuhan dengan panci
juga temperaturnya naik dan akhirnya air mendidih.
Aplikasi
lainnya yaitu pengukuran termperatur. Pengukuran temperatur ini berdasarkan
prinsip hukum termodinamika ke nol. Jika kita ingin mengetahui apakah dua benda
memiliki temperatur yang sama, maka kedua benda tersebut tidak perlu
disentuhakan dan diamati perubahan sifatnya. Yang perlu dilakukana adalah
mengamati apakah kedua benda tersebut mengalami kesetimbangan termal dengan
benda ketiga. Benda ketiga tersebut adalah termometer. Biasanya yang digunakan
dalam termometer adalah benda yang mempunyai sifat termometrik yaitu benda
apapun yang memiliki sedikitnya satu sifat yang berubah terhadap perubahan
temperatur. Termometer yang sering kita jumpai adalah termometer kaca.
Termometer kaca terdiri dari pipa kaca kapiler yang berhubungan dengan bola
kaca yang berisi cairan air raksa atau alkohol. Ruang di atas cairan berisi uap
cairan atau gas inert. Saat temperatur meningkat, volume cairan bertambah
sehinggan panjang cairan dalam pipa kapiler bertambah. Panjang cairan dalam
pipa kapiler bergantung pada temperatur cairan. Jenis termometer lainnya yaitu
termometer volume gas tetap yang memiliki ketelitian dan keakuratan yang sangat
tinggi, sehingga digunakan sebagai instrumen standart untuk pengkalibrasian
termometer lainnya. Termometer ini menggunakan gas sebagai senyawa termometrik
(umumnya hidrogen dan helium), dengan memanfaatkan sifat termometrik berupa
tekanan yang dihasilkan gas. Tekanan yang dihasilkan diukur menggunakan
manometer air raksa tabung terbuka. Ketika temperatur meningkat, gas memuai
sehingga mendorong air raksa dalam tabung terbuka ke atas. Volume gas
dipertahankan tetap dengan menaikkan dan menurunkan reservoir. Deteksi
temperatur lainnya yang luas digunakan adalah termokopel. Termokopel bekerja
berdasarkan prinsip apabila ada dua buah metal dari jenis yang berbeda
dilekatkan, maka dalam rangkaian tersebut akan dihasilkan gaya gerak listrik
yang besarnya bergantung terhadap temperatur. Dari semua contoh termometer yang
telah disebutkan, pada dasarnya prinsipnya sama yaitu ketika termometer
menyetuh benda dengan suhu tertentu maka akan terjadi kesetimbangan termal yang
ditunjukkan oleh termometer berupa pemuaian pada termomter kaca, perubahan
tekanan pada termometer gas tetap, dan gaya gerak listrik pada termokopel.
2.5 Teknologi yang Terkait dengan Konsep Hukum ke-0 Termodinamika
Teknologi yang terkait dengan konsep Hukum ke-0
Termodinamika yaitu :
Penerapan
termodinamika secara teknik (dalam
perencanaan) yaitu :
- Refrigerasi dan Pengkondisian Udara
- Pembangkit Daya Listrik
- Motor Bakar
- Sistem pemanasan surya
- Pesawat Terbang
- Dan sebagainya
- Refrigerasi dan Pengkondisian Udara
- Pembangkit Daya Listrik
- Motor Bakar
- Sistem pemanasan surya
- Pesawat Terbang
- Dan sebagainya
·
Sistem
Pembangkit Listrik Tenaga Uap :
Energi kimia atau energi
nuklir dikonversikan menjadi energi termal dalam
ketel uap atau reaktor nuklir. Energi ini
dilepaskan ke air, yang berubah menjadi uap.
Energi uap ini digunakan untuk menggerakkan turbin uap,
dan energi mekanis yang dihasilkan digunakan untuk meng- gerakkan
generator untuk menghasilkan daya listrik.
·
Sistem
Pembangkit Listrik Tenaga Air :
Energi potensial
air dikonversikan menjadi energi mekanis melalui
penggunaan turbin air. Energi mekanis ini kemudian dikonversikan lagi Menjadi
energi listrik oleh generator listrik yang disambungkan pada poros turbinnya.
·
Motor
pembakaran dalam
Energi kimiawi bahan bakar
dikonversikan menjadi kerja mekanis. Campuran udarabahanbakar dimampatkan dan
pembakaran dilakukan oleh busi. Ekspansi gas hasil pembakaran mendorong
piston, yang menghasilkan putaran pada poros engkol.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar