HUKUM KE NOL TERMODINAMIKA DAN APLIKASINYA
HUKUM
KE NOL TERMODINAMIKA DAN APLIKASINYA
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.
0 komentar:
Posting Komentar