Besaran Pokok "The Main"

The Main 

To achieve a particular goal in physics, we usually conducted together with the measurement. Observation of a phenomenon in general is not complete if not accompanied by quantitative data obtained from the measurement results. Lord Kelvin, a physicist said, if we can measure that we are discussing with them and the numbers, we know what we're talking about it. 

What do you do when making measurements? For example you measure the length of a table by using the study span, and long tables that span is 6. Thus, the measure is to compare something that is measured with something that is defined as a kind of unit. In the measurement of the above you have to take as a long span. 

Something that can be measured and expressed with a number called the scale. An example is the scale length, mass, and time. The unit has in general. Have a meter long, has a mass of kg, and has a second time. But later there will be some who do not have the scale unit, such as light refraction index and type of relative mass. 

Before the existence of international standards, almost every state set its own system satuannya. The use of various units of a magnitude to cause this difficulty. The first difficulty is requesting a variety of measuring instruments in accordance with the unit is used. Second difficulty is the complexity of conversion from one unit to another unit, for example, to the foot of span. This is not the regularity of the set-conversion unit is. 

Due to hardship caused by the use of a different system then the ideas appear to menggunkan only one type of unit only for the scale-scale in science and technology. An international agreement has set a single international system (International System of Units) unit abbreviated SI. SI unit is taken from the metric system that has been used in France.

wave (physic)

this is my article

In physics, oscillation that is propagated from a source. Mechanical waves require a medium through which to travel. Electromagnetic waves do not; they can travel through a vacuum. Waves carry energy but they do not transfer matter. The medium (for example the Earth, for seismic waves) is not permanently displaced by the passage of a wave. The model of waves as a pattern is used to help understand the properties of light and sound. Experiments conducted in a ripple tank with water waves can explain how waves slow down as water becomes shallower, how waves change direction when travelling through another medium, and how waves are reflected from different surfaces. See also standing wave.

Types of wave
There are various ways of classifying wave types. One of these is based on the way the wave travels. In a transverse wave, the displacement of the medium is perpendicular to the direction in which the wave travels. An example of this type of wave is a mechanical wave projected along a tight string. The string moves at right angles to the wave motion. Electromagnetic waves are another example of transverse waves. The directions of the electric and magnetic fields are perpendicular to the wave motion. In a longitudinal wave the disturbance takes place parallel to the wave motion. A longitudinal wave consists of a series of compressions and rarefactions (states of maximum and minimum density and pressure, respectively). Such waves are always mechanical in nature and thus require a medium through which to travel.Sound waves are an example of longitudinal waves. Waves that result from a stone being dropped into water appear as a series of circles. These are called circular waves and can be generated in a ripple tank for study. Waves on water that appear as a series of parallel lines are called plane waves.

Characteristics of waves
All waves have a wavelength. This is measured as the distance between successive crests (or successive troughs) of the wave. It is given the Greek symbol λ. The frequency of a wave is the number of vibrations per second. It is expressed in hertz, symbol Hz (1 Hz = 1 cycle per second). The reciprocal of this is the wave period. This is the time taken for one complete cycle of the wave oscillation. The speed of the wave is measured by multiplying wave frequency by the wavelength.

Properties of waves
When a wave moves from one medium to another (for example a light wave moving from air to glass) it moves with a different speed in the second medium. This change in speed causes it to change direction. This property is called refraction. The angle of refraction depends on whether the wave is speeding up or slowing down as it changes medium. Reflection occurs whenever a wave hits a barrier. The wave is sent back, or reflected, into the medium. The angle of incidence (the angle between the ray and a perpendicular line drawn to the surface) is equal to the angle of reflection (the angle between the reflected ray and a perpendicular to the surface). See also total internal reflection. An echo is the repetition of a sound wave by reflection from a surface. All waves spread slightly as they travel. This is called diffraction and it occurs chiefly when a wave interacts with a solid object. The degree of diffraction depends on the relationship between the wavelength and the size of the object (or gap through which the wave travels). If the two are similar in size, diffraction occurs and the wave can be seen to spread out. Large objects cast shadows because the difference between their size and the wavelength is so large that light waves are not diffracted around the object. A dark shadow results. When two or more waves meet at a point, they interact and combine to produce a resultant wave of larger or smaller amplitude (depending on whether the combining waves are in or out of phase with each other). This is called interference. Transverse waves can exhibit polarization. If the oscillations of the wave take place in many different directions (all at right angles to the directions of the wave) the wave is unpolarized. If the oscillations occur in one plane only, the wave is polarized. Light, which consists of transverse waves, can be polarized. 

Sumber Bunyi

Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.

Alam kita terdiri atas energi, materi dan gelombang(frekuensi)

Bunyi adalah energi yang berubah menjadi gelombang.

Gelombang merambat kesemua jurusan, untuk merambat melewati ruang dia memerlukan materi. Materi yang diperlukan bunyi untuk merambat adalah udara.

Sumber bunyi (materi yang bergetar karena enegi) --> bunyi (gelombang) --> merambat melalui udara (materi) --> sampai ke telinga (materi) --> komponen telinga bergetar --> diterjemahkan oleh otak menjadi bunyi.

Gelombang adalah unsur alam yang kuat karena bisa 'menguasai' kendala ruang dan waktu. Namun dia membutuhkan materi untuk merambat, dan energi sebagai sumber awalnya.

Semoga bisa membantu memahami alam kita yang terdiri atas energi, materi dan gelombang(frekuensi)

gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal (gelombang rapat dan renggang) yang merambat sejajar bersama arah getar. bunyi hanya dapat merambat melalui zat perantara / medium saperti zat padat, cair dan gas. tetapi pada ruang hampa ia tidak dapat merambat. bunyi yang dapat didengar oleh manusia hanya yang memiliki frekuensi antara 20-20.000 Hz disebut ultrasonik.

syarat yang diperlukan agar bunyi dapat didengar :
1. adanya sumber bunyi
2. adanya medium perambatan (padat, cair dan gas)
3. adanya pendengar yang sehat

Proses bunyi sampai dapat didengar manusia :
bunyi yang merambat --> daun telinga --> saluran telinga --> menggetarkan membran timpani (selaput gendang) --> menggetarkan tulang martil, landasan, sanggurdi --> tingkap jorong --> rumah siput (koklea) --> otak besar
materi referensi:
physics n biology

Cepat Rambat Bunyi

Disini saya akan membagikan ilmu saya tentang cepat rambat bunyi : Cepat rambat gelombang transversal dalam dawai/tali : Cepat rambat gelombang dalam semua medium(umum) : v = ÖF/m F = gaya tegang tali = m.g  gaya beban m = massa tali / panjang tali = m/l v= l.f l = panjang gelombang (m) f =frekuensi gelombang (Hz) Cepat rambat gelombang bunyi(longitudinal) dalam : Cepat rambat gelombang bunyi (longitudinal)dalam gas : zat padat v = ÖE/r zat cair v = ÖB/r E = modulus elastis zat padat  B = modulus Bulk zat cair  p = kerapatan medium perambat v = Ög P/r P = tekanan gas (N/m2) Jika perambatan bunyi dalam gas dianggap sebagai proses adiabatik maka v= Ög RT/M g = Cp/Cv = kons. Laplace. r = kerapatan gas  T = suhu mutlak  M = massa satu mol gas(BM)

Kelajuan, Kecepatan dan Percepatan

Pengantar Disini saya akan bagikan ilmu yang saya ketahui tentang Kelajuan, Kecepatan dan Percepatan

Dalam kehidupan sehari-hari, mungkin anda pernah mendengar istilah kelajuan/laju dan kecepatan. Kedua istilah ini sering digunakan, sayangnya kebanyakan orang sering mencampuradukan pengertiannya. Misalnya ketika anda sedang mengendarai sepeda motor atau mobil dan melihat speedometer menunjukkan angka 70 km/jam. Apabila anda mengatakan sepeda motor (atau mobil) sedang bergerak 70 km/jam, maka yang anda maksudkan adalah kelajuan mobil/sepeda motor. Namun apabila anda mengatakan sepeda motor atau mobil yang anda kendarai bergerak 70 km/jam ke arah barat, maka kali ini yang anda maksudkan adalah kecepatan. (bingung ? silahkan dibaca terus…)Pada kesempatan ini kita mencoba memahami pengertian kelajuan dan kecepatan secara baik dan benar dari sudut pandang ilmu fisika. Mudah-mudahan setelah belajar pokok bahasan ini, anda dapat membedakan dengan baik kelajuan dan kecepatan, lalu mencoba meluruskan kesalahpahaman yang selama ini terjadi.

KELAJUAN

Pada pokok bahasan tentang Besaran Vektor dan Skalar, telah dijelaskan pengertian vektor dan skalar serta perbedaan antara keduanya. Jika anda belum memahami dengan baik dan benar, sebaiknya dipelajari terlebih dahulu.

Istilah laju/kelajuan menyatakan seberapa jauh sebuah benda berjalan/berpindah dalam suatu selang waktu tertentu. Kelajuan merupakan salah satu besaran turunan yang tidak bergantung pada arah, sehingga kelajuan termasuk skalar. Seperti jarak, kelajuan termasuk besaran skalar yang nilainya selalu positif. Alat pengukur kelajuan adalah speedometer, digunakan pada sepeda motor, mobil atau kendaraan lainnya. Anda pasti sering melihat alat tersebut (lihat gambar speedometer di bawah).

KECEPATAN

Kecepatan merupakan besaran yang bergantung pada arah, sehingga termasuk besaran vektor. Dalam satu dimensi, arah gerakan selalu dinyatakan dengan tanda + atau -. Jika ditetapkan arah ke timur sebagai sumbu positif ( sumbu +x), maka besar/nilai kecepatan gerak benda ke arah timur cukup ditambahkan tanda + di depannya. Apabila ke arah barat, besar/nilai kecepatan gerak benda ditambah tanda - . Sebagai contoh, sebuah mobil bergerak 60 km/jam ke timur, maka dalam penulisannya cukup ditulis +60 km/jam. apabila mobil tersebut berbelok dan bergerak 60 km/jam ke arah barat, kecepatan mobil tersebut cukup ditulis -60 km/jam.

Jika alat ukur kelajuan adalah speedometer, apakah alat ukur kecepatan ? misalnya pada sebuah mobil yang memiliki speedometer jenis linier yang dilengkapi dengan pembacaan angka negatif apabila mobil bergerak mundur. Alat ini disebut velocitometer, yakni alat pengukur kecepatan.

Misalnya ketika mobil bergerak maju (misalnya ke arah utara) dengan kelajuan 60 km/jam, velocitometer akan menunjukkan angka +60. namun bila mobil bergerak mundur dengan kelajuan 60 km/jam, velocitometer akan menunjukkan angka -60. contoh ini menunjukkan bahwa kecepatan sesaat adalah kelajuan sesaat beserta arah geraknya.

Perlu diketahui bahwa yang dibahas di atas adalah besar kelajuan sesaat dan kecepatan sesaat. Kelajuan sesaat merupakan besaran skalar, yang diukur dengan speedometer. Sedangkan kecepatan sesaat adalah kelajuan sesaat beserta arah geraknya. Kecepatan sesaat termasuk besaran vektor yang diukur dengan velocitometer. Suatu benda yang bergerak selama selang waktu tertentu dan gerakannya tidak pernah berhenti, baik kelajuan sesaat maupun kecepatan sesaatnya tidak pernah bernilai nol. Kelajuan sesaat dan kecepatan sesaat hanya bernilai nol apabila benda berhenti sesaat.

Kelajuan Rata-rata

Kelajuan/laju rata-rata suatu benda yang bergerak diartikan sebagai jarak total yang ditempuh sepanjang lintasan gerak benda dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak yang tersebut.

Ingat bahwa yang dikatakan pada definisi di atas adalah jarak, bukan perpindahan.

Catatan : anda tidak boleh menghafal RUMUS. Menghafal rumus hanya akan membuat pusing. Pahami pengertian kelajuan dengan baik maka dengan sendirinya anda akan mengetahui rumusnya. Jika pengertian kelajuan sudah dipahami, maka otomatis anda juga dengan sendirinya mengetahui asal usul rumus tersebut. Sekarang kita selesaikan latihan soal di bawah ini agar pemahaman konsep kelajuan semakin mendalam.

Contoh soal :

Misalnya anda mulai berjalan dari A ke B, C, D lalu kembali ke A, selama selang waktu 48 detik (lihat gambar di bawah). Berapa kelajuan rata-rata anda ?

Panduan Jawaban :

Sebelum kita menghitung laju rata-rata, terlebih dahulu dihitung jarak tempuh total. Jarak tempuh total = Jarak AB + BC + CD + DA = 4 m + 2 m + 4 m + 2 m = 12 m. waktu tempuh total = 48 detik. Dengan demikian,

Nah, laju rata-ratamu sebesar 0,25 m/s (sangat lambat, he2….)

Catatan : pertama,0,25 m/s merupakan kelajuan rata-rata. selama menempuh lintasan di atas laju anda tidak tetap atau selalu berubah-ubah, terutama di setiap tikungan. Kedua, baik jarak tempuh maupun selang waktu, keduanya merupakan besaran skalar. Sebagai besaran skalar, laju rata-rata tidak bergantung pada arah

Kecepatan Rata-rata

Kecepatan rata-rata suatu benda yang bergerak didefinisikan sebagai perpindahan yang ditempuh benda dibagi waktu tempuh.

Contoh soal :

Misalnya anda mulai berjalan dari A ke B, C, D lalu kembali ke A, selama selang waktu 48 detik (lihat gambar di bawah). Berapa kecepatan rata-rata anda ?

Panduan Jawaban :

Sebelum kita menghitung kecepatan rata-rata, terlebih dahulu dihitung besarnya perpindahan. Perpindahan merupakan besaran vektor, demikian juga kecepatan, di mana gerakan benda bergantung pada arah.

Catatan :Benda-benda yag terletak di sebelah kanan titik asal (0) pada sumbu x memiliki koordinat x positif dan titik di sebelah kiri 0 memiliki koordinat x negatif. Posisi sepanjang sumbu y biasanya dianggap positif jika terletak di atas nol dan negatif bila terletak di bawah nol (ini hanya merupakan ketetapan). Ingat kembali pembahasan tentang kedudukan, jarak dan perpindahan.

Berdasarkan ketetapan ini, besar perpindahan = (+4 m) + ( +2 m) + (-4 m) + (-2 m ) = 4 m + 2 m - 4 m - 2 m = 0. Walaupun kamu melakukan gerakan, kedudukanmu tetap, jadi besar perpindahanmu pada contoh di atas adalah nol. Dengan kata lain, kamu tidak melakukan perpindahan. Karena besarnya perpindahan 0 maka kecepatan rata-rata = 0 (ingat bahwa setiap bilangan yang dibagi dengan nol hasilnya adalah nol)

Contoh soal untuk memperdalam pemahamanmu mengenai perbedaan kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata.

Seseorang mengendarai sepeda motor 70 m ke timur dan kemudian berbalik ke barat sejauh 30 m, selama 70 detik. Berapa kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata orang tersebut ?

Panduan jawaban :

Sebelum menghitung kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata, terlebih dahulu diketahui besarnya jarak dan perpindahan. Pada cotoh soal di atas, jarak tempuh total = 100 m. sedangkan perpindahan = (+ 70 m) + (-30 m) = 70 m - 30 m = 40 m. Dengan demikian,

Untuk membahas gerak satu dimensi sebuah benda pada umumnya, misalnya pada satu titik waktu, katakanlah t1, benda berada pada sumbu x di titik x₁pada sistem koordinat dan beberapa saat kemudian, pada waktu t₂, berada pada titik x₂. waktu yang diperlukan adalah t₂-t₁. dan selama selang waktu ini perpindahan benda adalah x₂-x₁. dengan demikian, kecepatan rata-rata percepatan rata-rata yang didefinisikan sebagai perpindahan dibagi waktu yang diperlukan, dapat ditulis :

Di mana v adalah kecepatan dan garis di atas v adalah simbol estándar yang berarti rata-rata. Perhatikan bahwa jika x₂ lebih kecil dari x₁, benda bergerak ke kiri, berarti (x₂-x₁) lebih kecil dari nol. Tanda perpindahan dan berarti juga tanda kecepatan, menunjukkan arah : kecepatan rata-rata positif untuk benda yang bergerak ke kanan sepanjang sumbu x dan negatif jika benda bergerak ke kiri. Arah kecepatan selalu sama dengan arah perpindahan.

Contoh soal :

Posisi seorang pelari sebagai fungsi waktu digambarkan sepanjang sumbu xdari suatu sistem koordinat. Selama selang waktu 3 s, posisi pelari berubah dari x₁ = 50 m menjadi x₂ = 30,5 m, seperti tampak pada gambar di bawah. Berapakah kecepatan rata-rata pelari tersebut ?

Panduan jawaban :

Kecepatan rata-rata adalah perpindahan dibagi waktu yang diperlukan. Perpindahannya adalah :

Perpindahan dan kecepatan rata-rata bernilai negatif, yang menunjukan bahwa pelari tersebut bergerak ke kiri sepanjang sumbu x, sebagaimana ditunjukan oleh tanda panah. Dengan demikian kita dapat mengatakan bahwa kecepatan rata-rata pelari tersebut adalah 6,50 m/s ke kiri.

Kecepatan Sesaat

Jika anda mengendarai mobil sepanjang jalan yang lurus sejauh 150 km dalam 2 jam, besar kecepatan rata-rata anda adalah 75 km/jam. walaupun demikian, tidak mungkin anda mengendarai mobil tersebut tepat 75 km/jam setiap saat. Untuk mengatasi hal ini, kita memerlukan konsep kecepatan sesaat, yang merupakan kecepatan pada suatu waktu. (kecepatan ini yang seharusnya ditunjukkan speedometer). Lebih tepatnya, kecepatan sesaat pada waktu kapanpun adalah kecepatan rata-rata selama selang waktu yang sangat kecil. Yaitu dimulai dengan

Kita definisikan kecepatan sesaat sebagai kecepatan rata-rata pada limit delta t yang sangat kecil, mendekati nol. Kita dapat menuliskan definisi kecepatan sesaat, v, untuk gerak satu dimensi sebagai :

Jika sebuah benda bergerak dengan kecepatan tetap selama selang waktu tertentu, maka kecepatan sesaatnya pada tiap saat sama dengan kecepatan rata-ratanya. Tetapi pada umumnya hal ini tidak terjadi. Kondisi jalan yang macet, tikungan atau bahkan jalan yang rusak, berpapasan dengan kendaraan lain, atau menemui rintangan di jalan akan menyebabkan mobil/kendaraan bergerak kencang dan lambat secara bergantian.

PERCEPATAN

Setiap benda yang kecepatannya berubah dikatakan mengalami percepatan. Misalnya sebuah mobil atau sepeda motor (sedang bergerak ke arah tertentu) yang kecepatannya berubah dari 0 sampai 70 km/jam berarti dipercepat. Apabila suatu mobil/sepeda motor mengalami perubahan kecepatan seperti ini dalam waktu yang lebih singkat/lebih cepat dari mobil/sepeda motor yang lain, maka dikatakan bahwa mobil tersebut mendapat percepatan yang lebih besar. Jadi percepatan menyatakan seberapa cepat kecepatan sebuah benda berubah

Percepatan Rata-rata

Percepatan rata-rata diartikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu yang diperlukan untuk perubahan tersebut.

Percepatan merupakan besaran vektor, tetapi untuk gerakan satu dimensi, kita hanya perlu menggunakan tanda + dan - untuk menunjukan arah terhadap sistem koordinat yang dipakai.

Percepatan sesaat

Percepatan sesaat, a, dapat didefinisikan dengan analogi/perbandingan terhadap kecepatan sesaat, untuk suatu saat tertentu.

Contoh soal

Sebuah mobil mengalami percepatan sepanjang jalan lurus dari keadaan diam sampai kecepatan 75 km/jam dalam waktu 5 sekon. Hitunglah percepatan rata-ratanya.

Panduan jawaban :

Mobil tersebut mulai dari keadaan diam, berarti v₁ = 0. kecepatan akhirnya adalah v₂ = 75 km/jam. percepatan rata-rata adalah

Catatan : Jangan salah membedakan percepatan dengan kecepatan. Percepatan menyatakan seberapa cepat kecepatan berubah, sedangkan kecepatan menyatakan seberapa cepat posisi berubah.

Contoh soal Konsep :

Jika kecepatan sebuah benda nol, apakah percepatannya juga nol ?

Jika percepatan nol, apakah kecepatannya nol ?

Jawaban :

Kecepatan nol belum tentu berarti percepatan nol, demikian juga percepatan nol belum tentu berarti kecepatannya nol. Sebagai contoh, jika anda meletakan kaki pada pedal gas mobil yang sedang dalam keadaan diam, mobil mulai bergerak dari kecepatan = 0 tetapi percepatan tidak nol karena kecepatan mobil berubah. (bagaimana mungkin mobil anda bisa maju jika kecepatannya tidak berubah, yaitu percepatannya nol ?). kedua, misalnya ketika anda mengendarai mobil sepanjang jalan tol yang lurus, dengan kecepatan tetap 100 km/jam, percepatan anda nol. Selengkapnya akan dipelajari pada pokok bahasan gerak lurus.

Gerak Lurus Berubah Beraturan

Disini saya akan membagikan ilmu mengenai GLBB :

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= -). 

Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II ( S F = m . a ).

vt = v0 + a.t vt2 = v02 + 2 a S S = v0 t + 1/2 a t2

v_t = kecepatan sesaat benda
v₀ = kecepatan awal benda
S = jarak yang ditempuh benda
f(t) = fungsi dari waktu t

v = ds/dt = f (t) a = dv/dt = tetap

Syarat : Jika dua benda bergerak dan saling bertemu maka jarak yang ditempuh kedua benda adalah sama.

Suhu dan Kalor

disini saya akan membagikan ilmu saya tentang suhu dan kalor :

I. Suhu
Suhu adalah ukuran derajat panas atau dingin suatu benda.
Alat yang digunakan untuk mengukur suhu disebut termometer. Dalam bidang termodinamik, suhu ialah suatu ukuran kecenderungan bentuk atau sistem untuk melepaskan tenaga secara spontan. Suhu adalah sifat fisikal sesuatu sistem yang merupakan dasar dari anggapan lazim "panas" dan "sejuk", yaitu sesuatu yang lebih panas mempunyai suhu yang lebih tinggi. Suhu datangnya dari gerakan-gerakan mikroskopik, dan suhu berkaitan dengan tenaga gerakan-gerakan mikroskopik ini. Konsep suhu, yang diartikan sebagai tegangan kepada entropi, adalah susulan dari hukum termodinamik.

Suhu diukur menggunakan termometer yang diukur pada bermacam jenis skala suhu. Seluruh dunia (kecuali Amerika Serikat) menggunakan skala Celsius untuk kebanyakan penggunaan pengukuran suhu. Dalam bidang ilmu pengetahuan pula, seluruh dunia mengukur suhu dalam kelvin pada skala suhu (mutlak) termodinamik dan juga dalam Celsius. Di Amerika Serikat pula, orang kebanyakan menggunakan skala Fahrenheit untuk tujuan-tujuan biasa (industri, prakiraan cuaca, dan kerajaan). Dalam bidang-bidang di Amerika Serikat pula, skala Rankine digunakan terutamanya dalam disiplin-disiplin yang berkaitan dengan termodinamik seperti pembakaran.

Skala beberapa termometer
Penetapan skala pada termometer diawali dengan pemilihan dua titik tetap, yaitu titik lebur es sebagai titik tetap bawah dan titik didih air sebagai titik tetap atas. Kedua titik tetap tersebut diberi angka, kemudian dibagi-bagi dalam beberapa skala yang disebut derajat. Berdasarkan prinsip inilah dibuat skala Celcius (C), skala Reamur (R), skala Fahrenheit (F), skala Kelvin (K), dan Rankine(Rn). Berikut penjelasannya :

Skala Celcius (C)
Titik lebur es diberi angka 0, sedangkan titik didih air diberi angka 100. Daerah antara kedua titik tetap ini dibagi dalam skala 100.

Termodinamika

Disini saya akan berbagi ilmu tentang termodinamika :

Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika kamu akan banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.

Usaha Luar

Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V₁ menjadi volume akhir V₂ pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya.

W = p∆V= p(V₂ – V₁)

Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai

Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik.

Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V₂ > V₁. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V₂ < V₁ dan usaha gas bernilai negatif.

Energi Dalam

Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas tidak melakukan atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik.

Berdasarkan teori kinetik gas, gas terdiri atas partikel-partikel yang berada dalam keadaan gerak yang acak. Gerakan partikel ini disebabkan energi kinetik rata-rata dari seluruh partikel yang bergerak. Energi kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas. Jadi, energi dalam dapat ditinjau sebagai jumlah keseluruhan energi kinetik dan potensial yang terkandung dan dimiliki oleh partikel-partikel di dalam gas tersebut dalam skala mikroskopik. Dan, energi dalam gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Oleh karena itu, perubahan suhu gas akan menyebabkan perubahan energi dalam gas. Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai

untuk gas monoatomik

untuk gas diatomik

Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta umum gas (R = 8,31 J mol⁻¹ K⁻¹, dan ∆Tadalah perubahan suhu gas (dalam kelvin).

Hukum I Termodinamika

Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume dan suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin). Prinsip ini merupakan hukum alam yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi.

Gambar

Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika. Secara matematis, hukum I termodinamika dituliskan sebagai

Q = W + ∆U

Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan ∆U adalah perubahan energi dalam. Secara sederhana, hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.

Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda (krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang, pasti panas deh!) yang berarti mengalami perubahan energi dalam ∆U.

Proses Isotermik

Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W).

Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p – V di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai

Dimana V₂ dan V₁ adalah volume akhir dan awal gas.

Proses Isokhorik

Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan Q_V.

Q_V = ∆U

Proses Isobarik

Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstanQ_p. Berdasarkan hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku

Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan

Q_V =∆U

Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai

W = Q_p − Q_V

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Q_p) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (Q_V).

Proses Adiabatik

Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U).

Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p₁ dan V₁ mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p₂ dan V₂, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai

Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).

Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.