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.
No comments:
Post a Comment