BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Fisika
(Bahasa Yunani: φυσικός (physikos), "alamiah", dan φύσις (physis),
"Alam") adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas.
Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam ruang
lingkup dan waktu. Fisikawan mempelajari perilaku dan sifat materi dalam
bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang
membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam
semesta sebagai satu kesatuan kosmos Beberapa sifat yang dipelajari
dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem materi yang
ada, seperti hukum kekekalan energi sifat semacam ini sering disebut
sebagai hukum fisika. Fisika sering disebut sebagai "ilmu paling
mendasar", karena setiap ilmu alam lainnya (biologi , kimia, geologi,
dan lain-lain) mempelajari jenis sistem materi tertentu yang mematuhi
hukum fisika. Misalnya, kimia adalah ilmu tentang molekul dan zat kimia
yang dibentuknya. Sifat suatu zat kimia ditentukan oleh sifat molekul
yang membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh ilmu fisika seperti
mekanika kuantum, termodinamika, dan elektromagnetika .
Fisika
juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan
dalam notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih
rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya.
Perbedaan antara fisika dan matematika adalah fisika berkaitan dengan
pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola
abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia material. Namun,
perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas penelitan yang
beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang
mengembangkan struktur matematis bagi teori- teori fisika.
Budaya
penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan
teori dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan
perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau
fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh, sedikit saja yang
berhasil dalam kedua bidang tersebut.
Sebaliknya, hampir semua
teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang
sukses. Gampangnya, teoris berusaha mengembangkan teori yang dapat
menjelaskan hasil eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan
hasil eksperimen yang akan datang. Sementara itu, eksperimentalis
menyusun dan melaksanakan eksperimen untuk menguji perkiraan teoretis.
Meskipun teori dan eksperimen dikembangkan secara terpisah, mereka
saling bergantung. Kemajuan dalam fisika biasanya muncul ketika
eksperimentalis membuat penemuan yang tak dapat dijelaska teori yang
ada, sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori baru. Tanpa
eksperimen, penelitian teoretis sering berjalan ke arah yang salah;
salah satu contohnya adalah teori-M teori populer dalam fisika
energi-tinggi, karena eksperimen untuk mengujinya belum pernah disusun.
Meskipun fisika membahas beraneka ragam sistem, ada beberapa
teori yang digunakan secara keseluruhan dalam fisika, bukan di satu
bidang saja. Setiap teori ini diyakini benar adanya, dalam wilayah
kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika klasik dapat menjelaskan
pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih besar daripada
atom dan bergerak dengan kecepatan jauh lebih lambat daripada kecepatan
cahaya Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya, aspek
mengagumkan dari mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos
ditemukan pada abad kedua puluh, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac
Newton Namun, hanya sedikit fisikawan yang menganggap teori- teori
dasar ini menyimpang. Oleh karena itu, teori-teori tersebut digunakan
sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih khusus, dan semua
pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami teori- teori
tersebut.
Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang
mempelajari aspek yang berbeda dari dunia materi. Fisika benda kondensi
diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar, mempelajari properti benda
besar, seperti benda padat dan cairan yang kita temui setiap hari, yang
berasal dari properti dan interaksi mutual dari atom Bidang Fisika
atomik, molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan
molekul, dan cara mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya Bidang Fisika
partikel juga dikenal sebagai "Fisika energi-tinggi", mempelajari
properti partikel super kecil yang jauh lebih kecil dari atom, termasuk
partikel dasar yang membentuk benda lainnya. Terakhir, bidang
Astrofisika menerapkan hukum fisika untuk menjelaskan fenomena astronomi
berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam tata surya ke jagad raya
secara keseluruhan.
Ada banyak area riset yang mencampur fisika
dengan bidang lainnya. Contohnya, bidang biofisika yang mengkhususkan
ke peranan prinsip fisika dalam sistim biologi, dan bidang kimia kuantum
yang mempelajari bagaimana teori kuantum mekanik memberi peningkatan
terhadap sifat kimia dari atom dan molekul. Beberapa didata di bawah:
Akustik - Astronomi - Biofisika - Fisika penghitungan - Elektronik -
Teknik - Geofisika - Ilmu material - Fisika matematika - Fisika medis –
Kimia fisika dinamika kendaraan.
1.2 Tujuan Penulisan Makalah
Adapun
tujuan yang diharapkan oleh penulis dengan penulisan makalah ini adalah
mengetahui Sejarah Perkembangan suhu dan kalor, juga dengan adanya
makalah ini diharapkan dapat menambah wawasan pengetahuan dalam bidang
fisika pada umumnya terutama materi tentang suhu dan kalor pada
khususnya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Robert Boyle (
1627 –
1691)
Robert Boyle
dilahirkan dikeluarga Protestan. Ayahnya bernama Richard Boyle, Earl
dari Cork, yang pada usia 22 tahun pergi ke Irlandia. Menjabat pegawai
dari dewan Munster oleh Elizabeth I pada tahun 1600, dia membeli
perkebunan Sir Walter Raleigh's di negara dari Cork. ibu Robert,
Catherine Fenton, adalah istri kedua Richard Boyle, yang pertama itu
meninggal dalam satu tahun kelahiran anak pertama mereka. Robert adalah
anak ketujuh .Richard Boyle telah berusia 60 dan Catherine Boyle 40-an
ketika Robert dilahirkan.
Earl dari Cork dan istrinya percaya
bahwa didikan terbaik untuk anak-anak kecil, hingga waktu mereka mulai
pendidikan ,dapat diberikan jauh dari orang tuanya. Robert telah dikirim
jauh untuk dibawa di negara lain.sementara ayahnya ,bertujuan untuk
karir politik yang lebih tinggi
.Robert telah dikirim bersama
dengan salah satu saudara-saudaranya, untuk belajar di Eton College di
Inggris pada 1635. Pada saat ini sekolah telah menjadi gaya sebagai
tempat penting orang mengirimkan anak-anak mereka. Kepala sekolah adalah
John Harrison dan dua saudara muda Boyle tinggal di kepala rumah:
Pada
tahap di Eton, pendidikan Boyle telah berjalan dengan baik. Dia populer
di antara kepala sekolah dan teman-temannya. Namun, karena terlalu
banyak diberi perhatian khusus oleh Harrison, saat harison pensiun,
Boyle nampaknya tidak dapat cocok dengan disiplin pendidikan kepala
sekolah yang baru..hal ini dibuktikan dengan tidak satu pun dari
anak-anak, berkembang dengan baik di bawah keala sekolah yang baru, Earl
dari Cork mengambil anak-anaknya dari Eton pada bulan November 1638.
Setelah ini Boyle mendapat tutored pribadi oleh ayahnya chaplains.
Pada
usia 12 Boyle dikirim oleh ayahnya, dengan salah satu
saudara-saudaranya, tur ke Eropa. Dari Dieppe mereka pergi ke Paris,
kemudian ke Lyon sebelum mencapai Jenewa. Di Jenewa Boyle belajar dengan
tutor pribadi Perancis, Latin, retorika dan agama. Dia juga
menghabiskan waktu di sore bermain tenis Mungkin yang paling penting
dari semua ia mulai belajar matematika dengan segera.
Pada Mei
1642 Boyle dan Marseilles menunggu uang dari ayahnya Boyle agar dia bisa
menyelesaikan perjalanan rumah. Tetapi ayahnya menjelaskan bahwa
pemberontakan di Munster telah menduduki penduduk dan uang. Pada musim
panas 1644 ia menjual beberapa perhiasan dan menggunakan uang yang dia
dapatkan untuk membiayai perjalanannya ke Inggris.
Kembali di
Inggris, Boyle tinggal untuk sementara waktu dengan saudara Katherine.
Rpbert boyle adalah penemu hukum boyle,penemu konsep atom,penemu
pentingnya udara bagi pernafasan,pembakaran,dan kehidupan.Pada waktu di
sekolah dasar,beliau terlalu pandai untuk anak seusianya sehingga keluar
dan belajar sendiri dirumah dengan bimbingan seorang guru,pada usia itu
beliau sudah gemar membaca buku-buku karya ilmuwan besar seperti karya
Descartes dan Galileo.Pada tahun 1661 beliau meenghidupkan kembali
ajaran demokritus bahwa semua benda terdiri dari atom yang sudah 2000
tahun dilupakan orang.Para ahli pada waktu itu lebih suka mengikuti
ajaran aristoteles,paracelsus,dan Van helmont.Aristoteles menganggap
bahwa semua benda terdiri dari air,udara,tanah dan
api.Paracelsus,fisikawan swiss,menganggap bahwa semua benda terdiri dari
raksa,belerang dan garam.Sedangkan Van Helmont,kimiawan
belgia,menganggap bahwa semua benda terdiri dari udara dan air.Beliau
menyatakan keyakinannya bahwa semua benda terdiri dari atom.Adanya zat
yang braneka ragam disebabkan karena jumlah,kedudukan,gerak,dan susunan
atom.Pada tahun 1662 beliau menemukan bahwa pada suhu konstan,volume gas
dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan tekanannya.Hasil temuan
ini selanjutnya dikenal dengan hukum boyle.
Joseph-Louis Gay-Lussac (
6 Desember 1778 –
10 Mei 1850)
Ialah
kimiawan dan
fisikawan Prancis. Ia terkenal untuk 2
hukum yang berkenaan pada
gas.
Gay-Lussac dilahirkan di St
Leonard dari Noblac, di bagian
Haute-Vienne. Ia menerima pendidikan awalnya di rumah dan pada
1794 dikirim ke
Paris bersiap menghadapi
École Polytechnique setelah ayahnya ditahan, dan ia diterima pada
1797. 3 tahun kemudian ia pindah ke
École des Ponts et Chaussées, dan segera setelah itu ditugaskan pada
C. L. Berthollet. Pada
1802 ia ditunjuk sebagai demonstrator pada
A. F. Fourcroy di École Polytechnique, di mana kemudian (
1809) ia menjadi guru besar kimia. Dari 1808 sampai 1832 ia merupakan guru besar fisika di
Sorbonne, kedudukan yang ia hanya berhenti untuk kursi di
Jardin des Plantes. Pada
1831 ia diangkat untuk mewakili
Haute-Vienne di DPR, dan pada
1839 ia memasuki chamber of peers.
Pada
1802,
Gay-Lussac pertama kali merumuskan hukum bahwa gas berkembang secara
linear dengan tekanan tetap dan suhu yang bertambah (biasanya banyak
dikenal sebagai
Hukum Charles).
Joseph
Louis Gay-Lussac adalah penemu hukum
Gay-Lussac,Cyanogen,hideometer,pendiri meteorology karena menerbangkan
balon cuaca yang pertama di dunia. Beliau pertama-tama menyelidiki
pemuaian gas yang dipanaskan.pada tahun 1802beliau mengulangi percobaan
Alexander caisar Charles.Beliau menemukan bahwa bila gas dipanaskan pada
tekanan tetap,volumenya bertambah besar sebanding dengan suhu
mutlak.Bila suhunya dinaikkan dua kali lipat,maka volumenya bertambah
dua kali lipat.Hukum ini ditemukan pada tahun 1787,tetapi Charles tidak
mempublikasikannya dalam buku oleh karena itu,hukum itu kadang-kadang
disebut hukum Gay Lussac.Pada 24 Agustus 1804 Gay Lussac dan jean
Baptiste Biot naik balon udara dan mencapai ketinggian 4000 m.Bulan
berikutnya Gay Lussac sendirian naik balon udara dan mencapai ketinggian
7016 m.Untuk menyelidiki berbagai macam tekanan dan suhu udara.Pada
1808, ia merupakan ko-penemu
boron.
Di
Paris sebuah jalan dan hotel dekat
Sorbonne dinamai menurut namanya seperti lapangan di tempat kelahirannya, St
Leonard dari Noblac. Juga nisannya ialah di pemakaman terkenal
Père Lachaise di Paris.
Jacques Charles (1746-1823)
Jacques
Alexandre César Charles-lahir pada November 12, 1746 di Beaugency,
Perancis. Ketika ia masih muda, ia menerima pendidikan yang sangat
sedikit ilmu yang terlibat. Dia belajar hanya matematika dasar, dan
hampir tidak ada ilmu pengetahuan praktis. Ketika ia masih muda, ia
pindah ke Paris dan bekerja di Biro Keuangan. Pada tahun 1779, Benjamin
Franklin mengunjungi Paris sebagai duta Amerika Serikat yang baru dibuat
Amerika. Charles belajar tentang percobaan ilmiah Franklin, dan
terkesan cukup untuk mulai belajar tentang nonmathematical, fisika
eksperimental. Pada tahun 1781 setelah hanya satu setengah tahun
belajar, ia mulai memberi kuliah umum pada hal-hal yang telah
dipelajarinya. Charles diangkat menjadi anggota penduduk Académie des
Sciences (Ilmu Adcademy) pada tanggal 20 November 1795. Dia juga
profesor fisika eksperimental di Konservatorium des Arts et Métiers
(Konservatorium Seni dan Karir), pustakawan untuk Institut, dan dia
adalah presiden dari kelas fisika eksperimental di Académie dari 1816.
Meskipun
Charles relatif tidak diketahui, baik selama masa hidupnya dan saat
ini, ia membuat beberapa kontribusi bagi ilmu pengetahuan bahwa ia
dikenang. Dia merancang ulang cara balon udara panas dibangun. Ia
menemukan garis katup yang memungkinkan operator untuk melepaskan gas
dari balon untuk keturunan mudah, usus buntu, sebuah tabung yang
memungkinkan gas keluar diperluas balon, dan nacelle, sebuah keranjang
rotan yang diselenggarakan ke balon dengan jaringan tali dan ring kayu.
Dia juga menyarankan penggunaan hidrogen "terbakar" bukannya polos
"udara panas". Karyanya dengan gas menghasilkan pembentukan Hukum
Charles 'pada tahun 1787. Meskipun undang-undang itu adalah hal yang ia
mungkin paling terkenal, itu tidak dipublikasikan oleh dia. Ini
diumumkan sekitar lima belas tahun kemudian oleh Joseph Gay-Lussac.
Joseph Black (1728 – 1799)
Biografi
Joseph
Black dilahirkan di Bordeaux, Perancis pada tanggal 16 April 1728, dan
memiliki saudara 14 orang. Ayahnya John Black, adalah seorang pedagang
anggur. Ia adalah Kimiawan Inggris dan ahli fisika terkenal dalam
penemuan kembali "udara tetap" (
carbon dioxide ), konsep
kalor laten , dan penemuan dari bikarbonat (seperti bikarbonat soda).
Joseph
Black adalah seorang ilmuwan dari Skotlandia. Dia menyatakan bahwa es
dapat mencair tanpa berubah suhunya. Hal ini berarti bahwa es dapat
menyerap panas dan menggunakan energi panas tersebut untuk mengubah
bentuknya menjadi cair. Ia juga menemukan bahwa kejadian yang sama akan
terjadi saat air berubah menjadi uap air. Energi yang diserap oleh suatu
bahan untuk berubah dari padat menjadi cair disebut
kalor laten peleburan, sedangkan saat benda cair berubah menjadi gas disebut
kalor laten penguapan.
Black juga menyatakan bahwa sejumlah substansi yang berbeda akan
membutuhkan sejumlah energi panas yang berbeda pula untuk menentukan
suhunya dengan kenaikan yang sama.
Riwayat pendidikan
Ketika
berumur 12 tahun, Josep muda dikirim ke sekolah di Belfast untuk
mempelajari bahasa Latin dan Yunani. Empat tahun kemudian, dia masuk
Glasgow University pada tahun 1744 untuk mempelajari seni. Setelah empat
tahun mempelajari seni, ayahnya menyarankan pada Joseph untuk
mempelajari sesuatu yang lebih berguna, dan karena itu dia memilih
kedokteran. Dia menjadi Asisten William Cullen, Profesor Kedokteran yang
pada tahun 1747 memiliki institusi yang mengajarkan kimia.
Joseph
Blach pindah ke Edinburg pada tahun 1752 untuk melanjutkan pendidikan
dokternya dan pada bulan Juni 1754 mempresentasikan disertasinya,
On the Acid Humour Arising from Food and Magnesia alba.
Tesisnya berurusan dengan pronsip magnesia sebagai antasid. Dua tahun
kemudian, dia kembali ke Glasgow sebagai Profesor Anatomi dan Botani dan
memberikan kuliah Kimia ketika William Cullen ditunjuk sebagai Profesor
Kedokteran di Edinburg.
Beberapa tahun berikutnya, dia memulai
penelitian mengenai sifat kimia magnesia alba (magnesium karbonat) dan
menemukan sesuatu yang disebutnya dengan fixed air (
karbon dioksida).
Eksperimen
ini melibatkan pengukuran gravimetrik pertama yang dilakukan dengan
sangat hati-hati pada suatu perubahan ketika magnesia alba (dengan
melepaskan CO
2) dan bereaksi menghasilkan produk berupa asam
atau basa. Hal ini memberikan pertanda pada penelitian Lavoisier dan
membuat pondasi pada kimia modern.
Sekembalinya ke Glasgow,
sebagai profesor pada tahun 1756, dia bertemu James Watt (penemu mesin
uap) dan memulai bekerja mengembangkan kalor laten, dan bagian pertama
dari kalorimetri. Sekali lagi, penelitiannya melibatkan aspek
kuantitatif, yang menjadikannya jalan untuk penemuannya, terutama
pengukuran kalor. Karena dia tinggal di Glasgow, dia melakukan
eksperimen pada proses pembekuan dan pendidihan air dan campuran
air-alkohol yang mengawalinya pada konsep kalor laten leburan. Dia
melakukan penelitian yang sama untuk kalor laten penguapan, yang
merupakan awal dari konsep kapasitas kalor atau kalor spesifik.
Dia
merupakan seorang guru yang terkenal. Sebagian besar muridnya di
Glasgow mengikuti dia ke Edinburg ketika pindah pada tahun 1766. Dia
banyak melakukan penelitian pada magnesia alba dan efek dari kalor. Dia
juga merupakan seorang fisikawan selama hidupnya.
Kesehatannya
tidak selalu baik, dia menderita masalah pada paru-paru yang dideritanya
dari semasa kanak-kanak dan rematik pada akhir masa hidupnya. Dia
menjadi seorang vegetarian pada akhir masa hidupnya dan mengalami
kekurangan vitamin D sejak dia pindah negara.
Dia tidak pernah menikah dan meninggal di Edinburg pada 6 Desember 1799.
Teori
Berikut adalah
teori yang dikemukakan oleh
Joseph Black atau lebih dikenal azas Black.
- Apabila dua benda yang suhunya berbeda dan dicampur, maka benda yang lebih panas melepas kalor kepada benda yang lebih dingin sampai suhu keduannya sama.
- Banyaknya kalor yang dilepas benda yang lebih panas = banyaknya kalor yang diterima benda yang lebih dingin.
- Sebuah benda untuk menurunkan ∆T akan melepaskan kalor yang sama besarnya dengan banyaknya kalor yang dibutuhkan benda itu untuk menaikkan suhunya sebesar ∆T juga.
Asas Black adalah suatu prinsip dalam
termodinamika yang dikemukakan oleh
Joseph Black. Asas ini menjabarkan:
- Jika
dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yang panas
memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama
- Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda panas
- Benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan kalor yang diserap bila dipanaskan
Julius Robert Mayer
·
Julius Robert Mayer adalah seorang ilmuwan yang pertama kali mengajukan
bahwa kalor atau sering kita ucapkan sebagai panas merupakan salah satu
bentuk energi.
· Sekitar tahun 1840,Mayer bekerja sebagai
dokter kapal pada Angkatan Laut Hindia Belanda di Surabaya.Mayer
mengamati bahwa darah pasien orang-orang di jawa berwarna lebih merah
terang dibandingkan dengan pasiennya di eropa.Ini berarti darah penduduk
daerah tropis mengandung lebih banyak oksigen.
· Mayer
menyimpulkan bahwa di daerah tropis diperlikan lebih sedikit pembakaran
makanan untuk menjaga agar tubuh konstan,dan panas dari pembakaran
makanan itu lebih banyak dipakai untuk melaksanakan kerja dari
individu.Jika ternyata kalor dapat diubah menjadi usaha,hal ini berarti
bahwa keduanya merupakan bentuk energi.Mayer mempublikasika pemikirannya
itu tatkala ia kembali ke Eropa tahun 1842.
Benjamin Thompson (1753 –
1814)
Benjamin Thompson (sering dikenal sebagai '
Count Rumford' lahir
26 Maret 1753 – meninggal
21 Agustus 1814 pada umur 61 tahun) adalah penemu,
ilmuwan,
negarawan, dan tentara terkenal kelahiran
Amerika.
Benjamin Thompson dilahirkan di Woburn Utara,
Massachusetts pada tanggal 26 Maret 1753. Ayahnya adalah seorang
petani
dan meninggal ketika Benjamin Thompson berumur 2 tahun. Ibunya, Ruth
Simonds menikah lagi dengan Josiah Pierce pada bulan Maret 1976. Di masa
kecilnya, Benjamin Thompson memiliki keterbatasan untuk
sekolah sehingga dia lebih banyak belajar sendiri dan kemudian mendapatkan banyak pengetahuan dari teman dan kenalannya.
] Pada usia 13 tahun, Benjamin Thompson mulai melakukan beberapa pekerjaan seperti menjadi
juru tulis seorang
importer, pedagang bahan kering, dan kemudian magang di
Doctor John Hay of Woburn, dimana Thompson mendapatkan banyak pengetahuan tentang ilmu
medis. Bakat Thompson dalam bekerja dengan alat mekanis dan kemampuan bahasanya yang sangat baik membuat John Fowle, salah satu
guru lulusan
Harvard, membantunya untuk belajar dengan Professor John Winthrop di
Harvard. Pada tahun 1772, Thompson meninggalkan kota kelahirannya dan mengajar di salah satu sekolah di
Bradford,
Massachusetts sambil mempelajari ilmu pengetahuan pada Samuel Williams. Tidak beberapa kemudian, Thompson berpindah mengajar di Concord,
New Hampshire
atas undangan dari Timothy Walker. Di sana Benjamin Thompson hidup
menumpang dan kemudian menikahi anak dari tuan rumahnya, Sarah Walker
Rolfe yang merupakan
janda kaya di daerah Concord. Istrinyalah yang memperkenalkan Thompson pada
Gubernur Wentworth dari New Hampshire dan mengangkatnya menjadi mayor di New Hampshire Militia.
Pada saat
revolusi Amerika meledak, Thompson diajak bergabung dengan Amerika untuk melawan Inggis karena dia memiliki hubungan penting dengan pemerintah
Inggris namun dia menolak. Benjamin Thompson meninggalkan keluarganya di Amerika pada tahun 1974 dan bergabung dengan pemerintah
Britania Raya (Inggris)sebagai penasihat Jenderal
Thomas Gage. Pada tahun 1776, Thompson bekerja sebagai
juru tulis di Sekretariat Negara kemudian jabatannya terus naik menjadi
Sekretaris Provinsi Georgia, dan pada tahun 1779 Benjamin Thompson menjadi salah satu anggota
Royal Society.
Selain politik, dunia militer juga digeluti oleh Benjamin Thompson.
Benjamin Thompson pernah menjabat sebagai letnan kolonel pasukan
Britania Raya dan mendapatkan gelar kesatrian dari Raja George III. Pada tahun 1785, Benjamin Thompson bergabung bersama pasukan
Austria untuk melawan
Turki dan di sana dia berkenalan dengan Pangeran Maximillian dari
Bavaria yang mengundangnya untuk tinggal
Bavaria. Thompson tinggal di
Bavaria
selama beberapa tahun untuk memimpin pasukan Bavaria yang kurang
mendapatkan perhatian dan penghidupan yang layak, kemudian membuat
perubahan besar di daerah tersebut. Para tentara diberi bayaran lebih
tinggi, dibuatkan sarana rekreasi, dan diberikan pendidikan gratis baik
untuk tentara maupun anak-anak mereka. Benjamin Thompson juga memberikan
penghasilan kepada
pengemis
jalanan dengan mempekerjakan mereka untuk menjahit pakaian tentara
Bavaria yang kurang layak pakai. Pada tahun 1971, Benjamin Thompson
dianugerahi gelar
Count of the Holy Roman Empire.
Di samping mengurusi masalah
politik dan
militer, Thompson juga aktif meneliti berbagai hal, terutama bidang
Fisika. Sekitar tahun 1975, Benjamin Thompson meneliti tentang gaya pada bubuk
mesiu
dan membangun sistem sinyal kelautan yang baru bagi tentara Inggris.
Kontribusinya yang terbesar pada dunia Fisika adalah pemikirannya
tentang teori
kalor. Pada akhir abad ke-18, teori kalori yang dipercaya adalah bahwa kalor merupakan
fluida yang dapat mengalir ke dalam tubuh ketika dipanaskan dan mengalir keluar ketika didinginkan.
]
Saat Thompson meneliti tentang bubuk mesiu, Benjamin Thompson menemukan
adanya penyimpangan atau anomali yang tidak dapat dijelaskan dengan
teori kalori. Di dalam laporannya kepada
Royal Society yang berjudul "
An Experimental Enquiry concerning the Source of Heat excited by Friction" (1798), Benjamin Thompson mengajukan suatu teori baru yang menyatakan bahwa kerja mekanis akan menghasilkan
kalor
dan kalor tersebut merupakan suatu bentuk gerak. Teori tersebut
berhasil memberikan penjelasan mengapa panas yang dihasilkan dari
gesekan
peluru meriam (
bubuk mesiu) tidak akan pernah habis. Peristiwa tersebut tidak dapat dijelaskan dengan teori
kalori
terdahulu. Di dalam laporan tersebut terdapat perhitungan jumlah
kuantitas kalor yang diproduksi oleh energi mekanis. Teori yang
dikemukakan Thompson bertentangan dengan teori kalori yang terdahulu dan
banyak orang pada saat itu yang tidak yakin dengan Thompson hingga
James Maxwell mengemukakan teori
kinetik kalor pada tahun 1871. Penemuan-penemuan Thompson lainnya adalah
kompor,
oven, ketel ganda, dan pakaian penahan panas, sert mengembangkan
cerobong asap dan tungku perapian yang ada.
Pada tahun 1804, Thompson menetap di
Paris dan menikah dengan Madame Lavoisier, janda seorang ahli
kimia Perancis,
Antoine Lavoisier. Pernikahan tersebut hanya berlangsung beberapa tahun dan pada tahun 1807 Benjamin Thompson pensiun dan menetap di desa
Auteuil
dekat Paris. Thompson menjadi anggota Institusi Nasional Perancis
sebagai dan secara rutin berkontribusi dalam berbagai pertemuan dan
debat ilmu pengetahuan. Setelah perceraiannya, Thompson dirawat oleh
anak perempuannya hingga pada tanggal 21 Agustus 1814, Benjamin Thompson
meninggal di Auteuil.
James Prescott Joule (1818-1889)
James
Prescott Joule, seorang ilmuwan Inggris yang namanya diabadikan menjadi
satuan energi Joule ini lahir di Salford, Lancashire, Inggris pada 24
Desember 1818.
James Prescott Joule merumuskan Hukum Kekekalan ,
yaitu "Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan." Ia adalah
anak seorang pengusaha bir yang kaya raya, namun sedikitpun ia tidak
pernah merasakan pendidikan di sekolah hingga usia 17 tahun. Hal ini
disebabkan karena sejak kecil ia selalu sakit-sakitan akibat luka di
tulang belakangnya. Sehingga, ia terpaksa hanya tinggal di rumah
sepanjang hari Karena itu, ayahnya sengaja mendatangkan guru privat ke
rumahnya dan menyediakan semua buku yang diperlukan Joule. Tidak hanya
itu, ayahnya bahkan menyediakan sebuah laboratorium khusus untuk Joule.
Meskipun begitu, Joule tidak hanya mengandalkan pelajaran yang ia
dapatkan dari guru privatnya. Joule tetap berusaha belajar sendiri
sehingga sebagian besar pengetahuan yang dimilikinya diperoleh dengan
cara belajar sendiri. Namun, ada satu pelajaran yang cukup sulit
dipahaminya, yaitu Matematika.Setelah berusia 17 tahun Joule baru
bersekolah dan masuk ke Universitas Manchester dengan bimbingan John
Dalton, seorang ahli kimia Inggris yang begitu terkenal.Joule dikenal
sebagai siswa yang rajin belajar, rajin bereksperimen, dan juga rajin
menulis buku. Bukunya yang berjudul Tentang Panas yang Dihasilkan oleh
Listrik terbit pada tahun 1840 saat ia berusia 22 tahun. Tiga tahun
kemudian tepatnya pada tahun 1843 bukunya mengenai ekuivalen mekanik
panas terbit. Lalu, empat tahun berikutnya (1847) ia juga menerbitkan
buku mengenai hubungan dan kekekalan energi.
Buku-buku hasil
karyanya tersebut begitu menarik perhatian Sir William Thomson atau
dikenal dengan nama Lord Kevin. Sehingga, akhirnya Joule bekerja sama
dengan Thomson dan menemukan efek Joule-Thomson. Efek tersebut merupakan
prinsip yang kemudian dikembangkan dalam pembuatan lemari es. Efek
tersebut menyatakan bahwa apabila gas dibiarkan berkembang tanpa
melakukan kerja ke luar, maka suhu gas itu akan turun.Selain itu, Joule
yang sangat taat kepada agama juga menemukan hukum kekekalan energi
bersama dengan dua orang ahli fisika dari Jerman, yaitu Hermann von
Helmholtz dan Julius Von Mayer. Hukum kekekalan energi yang mereka
temukan menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,
energi hanya dapat berubah bentuk menjadi energi listrik, mekanik, atau
kalor.Ia adalah seorang yang hobi fisika. Dengan percobaan ia berhasil
membuktkan bahwa panas (kalori) tak lain adalah suatu bentuk energi.
Dengan demikian ia berhasil mematahkan teori kalorik, teori yang
menyatakan panas sebagai zat alir.
Joule (simbol J) adalah
satuan SI untuk energi dengan basis unit kg.m2/s2. Nama joule diambil
dari penemunya James Prescott Joule. Joule disimbolkan dengan huruf J.
Istilah ini pertama kali diperkenalkan oleh Dr. Mayer of Heilbronn.Joule
diambil dari satuan unit yang didefinisikan sebagai besarnya energi
yang dibutuhkan untuk memberi gaya sebesar satu Newton sejauh satu
meter. Oleh sebab itu, 1 joule sama dengan 1 newton meter (simbol: N.m).
Selain itu, satu joule juga adalah energi absolut terkecil yang
dibutuhkan (pada permukaan bumi) untuk mengangkat suatu benda seberat
satu kilogram setinggi sepuluh sentimeter.
Definisi satu joule
lainnya yaitu pekerjaan yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik
sebesar satu coulomb melalui perbedaan potensial satu volt, atau satu
coulomb volt (simbol: C.V). 1 joule juga dapat didefinisikan sebagai
pekerjaan untuk menghasilkan daya satu watt terus-menerus selama satu
detik, atau satu watt sekon (simbol: W.s).
Konversi
1 joule adalah sama dengan 107 erg.
1
joule mendekati sama dengan:6.241506363x1018 eV (elektron volt), 0.239
kal (kalori), 2.7778x10-7 kwh (kilowatt-hour), 2.7778x10-4 wh
(watt-hour), atau 9.8692x10-3 liter-atmosfer
Berkat
penemuan-penemuannya Joule menerima Medali Emas Copley, menjadi anggota
Royal Society –sebuah Lembaga Ilmu Pengetahuan Inggris yang pernah
dipimpin Newton selama 25 tahun. Selain itu, Joule juga menjadi Presiden
Asosiasi Kemajuan Ilmu Pengetahuan di Inggris. Namun, meskipun begitu
kehidupan Joule sangat sederhana. Tidak seperti ayahnya yang kaya raya,
Joule hidup miskin dan menghabiskan masa tuanya dalam penyesalan dan
kekecewaan karena banyak penemuan ilmiah digunakan untuk berperang.
BAB III
PEMBAHASAN
2.1. Sejarah Fisika Secara Umum
Pada
awal abad 17 Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan
kebenaran teori fisika, yang merupakan kunci dari metode sains Galileo
memformulasikan dan berhasil mengetes beberapa hasil dari dinamika
mekanik terutama Hukum Inert Pada 1687 Isaac Newton menerbitkan Filosofi
Natural Prinsip Matematika memberikan penjelasan yang jelas dan teori
fisika yang sukses: Hukum gerak Newton yang merupakan sumber dari
mekanika klasik dan Hukum Gravitasi Newton yang menjelaskan gaya dasar
Kedua teori ini cocok dalam eksperimen. Prinsipia juga memasukan
beberapa teori dalam dinamika fluid Mekanika klasik dikembangkan
besar-besaran oleh Joseph- Louis de Lagrange William Rowan Hamilton dan
lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan hasil baru. Hukum
Gravitas memulai bidang astrofisika yang menggambarkan fenomena
astronomi menggunakan teori fisika. Dari sejak abad 18 dan seterusnya,
termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle, Thomas Young dan banyak
lainnya. Pada 1733 Daniel Bernoulli menggunakan argumen statistika dalam
mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika, memulai bidang
mekanika statistik Pada 1798 Benjamin Thompson mempertunjukkan konversi
kerja mekanika ke dalam panas, dan pada 1847 James Joule menyatakan
hukum konservasi energi dalam bentuk panasa juga dalam energi mekanika.
Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael Faraday George Ohm
dan lainnya. Pada 1855, James Clerk Maxwell menyatukan kedua fenomena
menjadi satu teori elektromagnetisme, dijelaskan oleh persamaan Maxwell
Perkiraan dari teori ini adalah cahaya adalah gelombang elektromagnetik.
Riset fisika mengalami kemajuan konstan dalam banyak bidang,
dan masih akan tetap begitu jauh di masa depan. Dalam fisika benda
kondensi masalah teoritis tak terpecahkan terbesar adalah penjelasan
superkonduktivitas suhu-tinggi Banyak usaha dilakukan untuk membuat
spintronik dan komputer kuantum bekerja. Dalam fisika partikel potongan
pertama dari bukti eksperimen untuk fisika di luar Model Standar telah
mulai menghasilkan. Yang paling terkenal adalah penunjukan bahwa
neutrino memiliki massa bukan-nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah
menyelesaikan masalah solar neutrino yang telah berdiri-lama dalam
fisika matahari. Fisika neutrino besar merupakan area riset eksperimen
dan teori yang aktif. Dalam beberapa tahun ke depan, pemercepat partikel
akan mulai meneliti skala energi dalam jangkauan TeV yang di mana para
eksperimentalis berharap untuk menemukan bukti untuk Higgs boson dan
partikel supersimetri Para teori juga mencoba untuk menyatikan mekanika
kuantum dan relativitas umum menjadi satu teori gravitasi kuantum,
sebuah program yang telah berjalan selama setengah abad, dan masih belum
menghasilkan buah. Kandidat atas berikutnya adalah Teori-M teori
superstring, dan gravitasi kuantum loop. Banyak fenomena astronomikal
dan kosmologikal belum dijelaskan secara memuaskan, termasuk keberadaan
sinar kosmik energi ultra-tinggi ,asimetri baryon, pemercepatan alam
semesta dan percepatan putaran anomali galaksi. Meskipun banyak kemajuan
telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika astronomikal,
banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem kompleks, chaos,
atau turbulens masih dimengerti sedikit saja. Masalah rumit yang
sepertinya dapat dipecahkan oleh aplikasi pandai dari dinamika dan
mekanika, seperti pembentukan tumpukan pasir, "node" dalam air
"trickling", teori katastrof, atau pengurutan-sendiri dalam koleksi
heterogen yang bergetar masih tak terpecahkan. Fenomena rumit ini telah
menerima perhatian yang semakin banyak sejak 1970-an untuk beberapa
alasan, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern dan
komputer yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelin
dengan cara baru. Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga
telah meningkat, seperti dalam pelajaran turbulens dalam aerodinamika
atau pengamatan pembentukan dalam sistem biologi Pada
1932, Horrace Lamb meramalkan:
Saya
sudah tua sekarang, dan ketika saya meninggal dan pergi ke surga ada
dua hal yang saya harap dapat diterangkan. Satu adalah elektrodinamika
kuantum, dan satu lagi adalah gerakan turbulens dari fluida. Dan saya
lebih optimis terhadap yang pertama.
2.2. Suhu dan Kalor
2.2.1. Suhu
Suhu
adalah besaran termodinamika yang menunjukkan besarnya energi kinetik
translasi rata-rata molekul dalam sistem gas ; suhu diukur dengan
menggunakan termometer (kamus kimia : balai pustaka : 2002),
Suhu
menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu
benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu
menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam
suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan
maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi
atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.
Suhu
biasanya didefinisikan sebagai ukuran atau derajat panas dinginnya
suatu benda atau sistem. Benda yang panas memiliki suhu yang tinggi,
sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang rendah. Pada hakikatnya,
suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki oleh
molekul-molekul sebuah benda.Sebagai contoh, ketika kita memanaskan
sebuah besi atau alumanium maka akan terjadi proses pemuaian pada besi
tersebut. Ketika kita mendinginkan air sampai pada suhu dibawah nol
derajat maka air tersebut akan membeku. Sifat-sifat benda yang bisa
berubah akibat adanya perubahan suhu disebut sifat termometrik. Dengan
demikian, perubahan suhu sifat termometrik menunjukkan adanya perubahan
suatu benda.Dalam perubahan suhu jumlah energi panas,ΔQ, dibutuhkan
untuk mengganti suhu suatu material darisuhu awal,T0, kesuhu akhir,Tf
tergantung dari kapasitas panas bahan tersebut menurut hubungan:
Kapasitas
panas tergantung dari jumlah material yang bertukar panas dan properti
bahan tersebut. Kapasitas panas dapat dipecah menjadi beberapa cara
berbeda. Pertama-tama, dia dapat dipresentasikan sebagai perkalian dari
masa dan kapasitas panas spesifik (lebih umum disebut panas spesifik:
C
p= mc
s
atau jumlah mol dan kapasitas panas molar:
C
p= nc
n
Molar
dan kapasitas spesifik panas bergantung dari properti fisik dari zat
yang dipanasi, tidak tergantung dari properti spesifik sampel. Definisi
di atas tentang kapasitas panas hanya bekerja untuk benda padat dan
cair, tetapi untuk gas mereka tak bekerja pada umumnya.
Kapasitas
panas molar dapat "dimodifikasi" bila perubahan suhu terjadi pada
volume tetap atau tekanan tetap. Bila tidak, menggunakan hukum pertama
termodinamika dikombinasikan dengan persamaan yang menghubungkan energi
internal gas tersebut terhadap suhunya.
Berdasarkan sifat
termometrik inilah sehingga sebuah termometer dibuat. Terometer adalah
alat yang digunakan untuk mengukur suhu dari sebuah benda. Ada beberapa
jenis termometer yang dibuat berdasarkan pada beberapa sifat termometrik
zat seperti pemuaian zat padat, pemuaian zat cair, pemuaian gas,
tekanan zat cair, tekanan udara, regangan zat padat, hambatan zat
terhadap arus listrik, dan intensitas cahaya.
Pembuatan skala
pada termometer memerlukan dua titik referensi. Sebagai titik pertama
dipilih titik beku, yaitu suhu campuran antara es dan air pada tekanan
normal. Ini terjadi pada saat air mulai membeku. Titik kedua yang dipilh
adalah titik didih yaitu suhu ketika air mendidih pada tekanan normal.
Kedua titik ini disebut, titik tetap atas dan titik tetap bawah .
Terdapat
tiga macam skala yang biasa digunakan dalam pengukuran suhu, yaitu skla
celcius, skala fahrenheit, dan skala kelvin. Skala fahrenheit
didasarkan pada titik beku 320F dan titik didih 2120F. Skla celcius
didasarkan pada titik beku 00C dan titik didih 1000C. Skala kelvin
berbeda dengan dua skala yang lainnya, skala ini didasarkan pada suhu
terendah yaitu -2730C, skala kelvin disebut juga skala suhu mutlak
(absolut) atau skala termodinamik. Satuan kelvin inilah yang digunakan
sebagai satuan SI untuk suhu.
Disamping tiga skala suhu diatas,
ada skala lain yang masih juga digunakan, yaitu skala reamur (0R). Pada
skla ini air membeku pada suhu 00R dan didih pada suhu 800R.
A. Pemuaian
Ketika
sebuah benda dipanaskan, gerakan molekul-molekulnya semakin cepat, yang
menyebabkan pergeserannya semakin besar. Secara keseluruhan, jarak
antar molekul menjadi bertambah sehingga terjadilah peristiwa yang kita
sebut sebagai pemuaian.
a. Pemuaian zat padat
b. Pemuaian zat cair
c. Pemuaian gas
1) Hukum Boyle
Hukum
Boyle merupakan hukum yang menghubungkan volume dengan tekanan gas pada
suhu yang konstan. Bisa dikatakan bahwa pada gas, walau pun suhunya
konstan, volumenya bisa berubah karena adanya perubahan tekanan.
Gambar 2.1 Percobaan Boyle dan hasilnya
Dari eksperimen ini, kita bisa mengetahui bahwa nilai tekanan p :
p =ρg(H+h)
Dimana :ρ adalah massa jenis raksa
g adalah percepatan gravitasi
h adalah selisih ketinggian permukaan raksa
jika A adalah luas penampang tabung, volume udara yang ada pada tabung tertutup adalah
V = lA
Dari hasil percobaan Boyle, didadap[tkan bahwa grafik (H=h) versus1/l merupakan suatu garis lurus, sehingga (H+h) l = konstan
Karena g, ρ, dan A memiliki nilai konstan, maka
P

Atau
pV = konstan................(1)
persamaan (1) inilah yang disebut hukum Boyle, yang jika kita nyatakan dengan kata-kata ;
”Tekanan suatu massa tertentu gas pada suhu konstan berbanding terbalik dengan volumenya.”
2) Hukum Gay-Lussac atau Hukum Charles.
Kira-kira
satu abad kematian Boyle, seorang fisikawan prancis Jacques Charles,
menemukan persamaan yang menghubungkan antara volume dan suhu gas pada
tekanan konstan. Selanjutnya persamaan ini dikenal sebagai Hukum Charles
atau Hukum Gay-Lussac. secara matematis ditulis
Yang artinya pada tekanan konstan, volume gas V sebanding dengan suhu T atau V/T = konstan.
3) Hukum Tekanan.
Sekarang,
jika volume gas kita pertahankan tetap, sementara suhu dan tekanan gas
dibiarkan berubah, bagaimana perubahannya? Ternyata pada volume konstan,
diperoleh hubungan yang mirip dengan kasus pada hukum Charles. Pada
suhu konstan, tekanan suatu massa gas tertentu sebanding dengan suhunya :
Atau

konstan
2.2.2. Kalor
Kalor
adalah energi yang dapat diteruskan oleh satu benda ke benda lain
secara konduksi,perolakan dan penyinaran. (kamus kimia ; 2002).Sampai
pada pertengahan abad 18, orang masih menyamakan pengertian suhu dan
kalor. Baru pada tahun 1760, joseph black membedakan kedua pengertian
ini. Suhu adalah sesuatu yang diukur pada termometer, dan kalor adalah
sesuatu yang mengalir dari benda yang panas ke benda yang dingin untuk
mencapai keadaan termal.Pada tahun 1798, seorang ilmuwan amerika,
benjamin thompson menyasingkan definisi kalor sebagai fluida kalorik. Ia
yang merupakan seorang anggota militer mengamati bahwa ketika meriam
menembakkan peluru, ada kalor yang dihasilkan pada meriam. Berdasarkan
pengamatannya, thompson menyimpulkan bahwa kalor bukanlah fluida, tetapi
kalor dihasilkan oleh usaha yang dilakukan oleh kerja mekanis misalkan
gesekan. Satu kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu air sebesar 1 CMenindaklanjuti apa yang
dilakukan oleh thompson, james prescot joule melakukan percobaan untuk
menghitung jumlah energi mekanik yang ekivalen dengan kalor sebanyak 1
kalori. Peralatan yang digunakan lihat gambar 1
Gambar percobaan Joule untuk menghitung energi kalor
Ketika
massa m bergerak turun dengan kecepatan konstan, kawat yang ditariknya
menyebabkan pengaduk berputar. Karena massa berputar dengan kecepatan
konstan, berarti tidak ada perubahan enrgi kinetik, tetapi terjadi
penurunan energi potensial. Penurunan energi potensial ini menghasilkan
energi kalor pada air, yang diukur berdasarkan kenaikkan suhu air.
Berdasarkan teori bahwa energi potensial yang hilang sama dengan energi
mekanik dengan energi kalor :
1 kalori = 4.184 joule
1. Kalor jenis dan kapasitas kalor
Josep
Black merupakan orang pertama yang menyadari bahwa kenaikkan suhu suatu
benda dapat digunakan untuk menentukan banyaknya kalor yang diserap
oleh benda. Jika sejumlah kalor ΔQ menghasilkan perubahan suhu benda
sebesar ΔT, kapasitas kalor didefinisikan
Satuan kapasitor kalor adalah J/K.
Banyaknya
kalor yang diperlukan untuk menghasilkan perubahan suhu ΔT ternyata
sebanding dengan massa benda m dan perubahan suhunya.
2.Hukum kekekalan energi kalor
Ilmuwan
yang pertama kali mengemukakan bahwa kalor merupakan salah satu bentuk
energi adalah Julius Robert Mayer (1814-1878) dari jerman, yang sekitar
tahun 1840an bekerja sebagai Dokter Kapal pada angkatan laut hindia
belanda di surabaya. Mayer mengamati bahwa darah pasien orang-orang di
Jawa berwarna lebih merah terang dibandingkan dengan darah pasiennya
dari eropa. Ini berarti bahwa darah penduduk daerah tropis mengandung
lebih banyak oksigen. Mayer menyimpulkan bahwa didaerah tropis
diperlukan lebih sedikit pembakaran makanan untuk menjaga agar suhu
tubuh constant, dan panas daripada pembakaran makanan itu lebih banyak
dipakai untuk melakukan kerja dari individu. Jika ternyata panas dapat
di ubah menjadi kerja, hal ini berarti bahwa ke- duanya merupakan bentuk
energi. Mayer mempublikasikan pemikiran itu tatkala ia kembali ke eropa
tahun 1842.
Pada tahun 1850 an para ilmuwan mulai mengakui
panas (kalor) sebagai salah satu bentuk energi. Hal ini berkat beberapa
eksperimen dari James Prescott Joule (1818-1889), seorang murid John
Dalton di Inggeris. Dari berbagai eksperimennya, Joule merumuskan Asas
Kekekalan Energi, yang berbunyi: “Energi tidak dapat diciptakan ataupun
dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari bentuk energi yang satu menjadi
bentuk energi yang lain”. Nama Joule diabadikan dalam satuan energi
menurut System International d’Unites (S.I.), satu Joule adalah kerja
yang dilakukan jika gaya 1 Newton bergerak sepanjang 1 Meter.
Pada
abad 21, oleh para ilmuwan fisika dan ilmuwan kimia teori- teori
mengenai suhu dan kalor mulai diaplikasikan pada bentuk-bentuk penemuan
baru, contohnya bisa kita lihat dibidang komunikasi seperti pembuatan
antena dengan menggunakkan Pita Frekuensi Ka. Sistem kerja dari Pita
Frekuensi Ka ini pada dasarnya rumusnya mengacu pada teori- teori suhu
dan kalor. Penerapan teori suhu dan kalor juga banyak digunakan pada
sistem keamanan (kemiliteran) contohnya dalam perumusan nuklir, pada
Depleted Uranium (DU) yang biasa digunakan dalam bentuk senjata antitank
(atau anti kendaraan lapis baja lainnya). Aktivitas jenis bagi DU cukup
rendah, hanya 14,8 Bq/mg (58 % saja dari aktivitas Uranium alam).
Secara kimiawi Uranium merupakan logam berat berwarna keperakan yang
sangat padat. Sebuah kubus Uranium bersisi 10 cm memiliki massa
mendekati 20 kg dan secara umum 70 % lebih padat dibanding timbal (timah
hitam). Pada suhu 600 -7000C dalam tekanan yang sangat tinggi logam DU
akan menyala dengan sendirinya, membentuk kabut aerosol DU yang bersifat
cair dan sangat panas.
2.2.1. Perambatan kalor
Kalor dapat merambat melalui tiga macam cara yaitu:
1. Konduksi
2. Konveksi
3. Radiasi.
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Suhu
Suhu
adalah besaran termodinamika yang menunjukkan besarnya energi kinetik
translasi rata-rata molekul dalam sistem gas ; suhu diukur dengan
menggunakan termometer (kamus kimia : balai pustaka : 2002),
Suhu
menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu
benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu
menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam
suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan
maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi
atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.
Suhu
biasanya didefinisikan sebagai ukuran atau derajat panas dinginnya
suatu benda atau sistem. Benda yang panas memiliki suhu yang tinggi,
sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang rendah. Pada hakikatnya,
suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki oleh
molekul-molekul sebuah benda.
2. Kalor
kalor adalah
energi yang dapat diteruskan oleh satu benda ke benda lain secara
konduksi,perolakan dan penyinaran. (kamus kimia ; 2002),
Sampai
pada pertengahan abad 18, orang masih menyamakan pengertian suhu dan
kalor. Baru pada tahun 1760, joseph black membedakan kedua pengertian
ini. Suhu adalah sesuatu yang diukur pada termometer, dan kalor adalah
sesuatu yang mengalir dari benda yang panas ke benda yang dingin untuk
mencapai keadaan termal.
Pada tahun 1798, seorang ilmuwan
amerika, benjamin thompson menyasingkan definisi kalor sebagai fluida
kalorik. Ia yang merupakan seorang anggota militer mengamati bahwa
ketika meriam menembakkan peluru, ada kalor yang dihasilkan pada meriam.
Berdasarkan pengamatannya, thompson menyimpulkan bahwa kalor bukanlah
fluida, tetapi kalor dihasilkan oleh usaha yang dilakukan oleh kerja
mekanis misalkan gesekan. Satu kalori didefinisikan sebagai banyaknya
kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air sebesar 1 C.
3. Hukum kekekalan energi kalor
Ilmuwan
yang pertama kali mengemukakan bahwa kalor merupakan salah satu bentuk
energi adalah Julius Robert Mayer (1814-1878) dari jerman, yang sekitar
tahun 1840an bekerja sebagai Dokter Kapal pada angkatan laut hindia
belanda di surabaya. Mayer mengamati bahwa darah pasien orang-orang di
Jawa berwarna lebih merah terang dibandingkan dengan darah pasiennya
dari eropa. Ini berarti bahwa darah penduduk daerah tropis mengandung
lebih banyak oksigen. Mayer menyimpulkan bahwa didaerah tropis
diperlukan lebih sedikit pembakaran makanan untuk menjaga agar suhu
tubuh constant, dan panas daripada pembakaran makanan itu lebih banyak
dipakai untuk melakukan kerja dari individu. Jika ternyata panas dapat
di ubah menjadi kerja, hal ini berarti bahwa ke- duanya merupakan bentuk
energi. Mayer mempublikasikan pemikiran itu tatkala ia kembali ke eropa
tahun 1842.