Fisika Lingkungan

• TERMODINAMIKA

Termodinamika terdiri dari dua suku kata, yaitu termal dan dinamika. Termal dapat diartikan dengan panas, sedangkan dinamika adalah ilmu yang berkaitan dengan gerak langkah/sepak terjang. Dengan demikian termodinamika dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang tingkah laku panas, hakekat panas, penyebab panas, penggunaan panas dan sebagainya. Atau dapat juga diartikan bahwa termodinamika merupakan suatu ilmu pengetahuan yang membahas hubungan antara panas dan kerja yang menyebabkan perubahan suatu zat. Dalam pembahasan ilmu termodinamika perlu batasan istilah panas agar mempunyai gambaran sehingga dapat mengambil suatu kesimpulan.

Panas sebagai bentuk energi

Panas didefinisikan sebagai bentuk energi dalam keadaan transit. Adanya energi transit ini oleh karena adanya perbedaaan temperatur antara sumber datang dengan energu yang energi. Energi itu tidak dapat dikatakan apabila ia belum mulai mengalir atau pergi/menghilang. Alat yang dipakai untuk mengukur kualitas panas dan kuantitas panas disebut dengan kalorimeter(Bomb Calorimeter)

Panas sebagai Derajat

Suatu objek dikatakan panas berarti temperatur objek tersebut dibandingkan dengan temperatur dari objek yang sama jenisnya. Alat ukurnya disebut dengan termometer, termometer ini dapat dibedakan menjadi termometer air raksa, termometer alkohol, termometer pentana, termometer termokoupel, termometer optik, termometer gas bervolume tetap.

Hubungan Termodinamika dengan Disiplin Ilmu Lainnya

Termodinamika membahas tentang sepak terjang panas. Sedangkan disiplin ilmu lainnya membahas tentang panas yang ditimbulkan oleh objek. Oleh karena itu hubungan termodinamika dengan disiplin ilmu lainnya sangat erat.

Sumber Panas

1. Panas dari Alam: cahaya matahari, panas bumi,

2. Panas buatan manusia: dari proses mekanik, dari magnet, dari bunyi, gelombnagn mikro, listrik, radiasi nuklir, cahaya lampu.

HUKUM TERMODINAMIKA

I. HUKUM KE-NOL TERMODINAMIKA (oleh R.H Fowler)

Membahas tentang dua buah substansi dengan dua keadaan berbeda(substansi I dengan keadaan I dan substansi II dengan keadaan II)

II. HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA (Joule Thompson)

- konsep energi dalam dan menghasilkan prinsip kekekalan energi.

- menegaskan ke ekivalenan perpindahan kalor dan perpindahan kerja.

III. HUKUM KE-DUA TERMODINAMIKA (oleh Carnot)

Membahas tentang masalah efisiensi suatu mesin yaitu suatu mesin bekerja hanya 70% saja, sdangkan 30% berupa panas terbuang. Hal ini memperlihatkan arah perubahan alami distribusi energi dan memperkenalkan prinsip peningkatan entropi.

IV. HUKUM KE-TIGA TERMODINAMIKA (oleh Nerzt)

Membahas tentang kaitan antar gerakan-gerakan molekul dengan penurunan temperatur benda tersebut.

TRANSFER PANAS

konduksi, konveksi, radiasi

• METODE KONDUKSI

Mengalirnya energi termal (suatu substansi) dari s\daerah yang temperaturnya tinggi ke temperature rendah dengan jalan sentuhan. Hal ini terjadi karena adany interaksi antara atom atau molekul.

• METODE KONVEKSI

Pemindahan energi termal melalui geraikan fisik dari suatu lokasi ke lokasi yang lain dari suatu substansi dimana energi termal tersebut disimpan. Diman energi panas ditrasfer/dipindahkan melalui aliran fluida/zat alir.

• METODE RADIASI

Energi panas diradiasi/dipancarkan oleh zat cair, padat, dan gas sebagai hasil dari temperatur mereka sendiri. Pancaran dapat berupa :

Gelombang elektromagnetik/seluruh spektrum elektromagnetik

Spektrum gelombang radio, infarmerah, cahaya tampak, ultraviolet.

Bagian dari sinar X(X-ray) dan sinar g(g-ray).

Benda panas dari bumi.

• METODE EVAPORASI

Merupakan proses dimana suatu substansi dalam keadaan cair berubah menjadi keadaan uap (penguapan). Alat ukur evaporasi ada 3 golongan :

Atmometer : alat untuk mengukur daya penguapan atmosfer.

Evaporimeter : alat untuk mengukur penguapan pada permukaan air.

Evapotranspirometer : mengukur evapotranspirasi.

PERTUKARAN PANAS/HEAT EXCHANGE

Ada dua pengertian dalam pertukaran panas yaitu:

· Suatu proses terjadi pemindahan panas melalui zat alir (fluida) yang mengalir dari suatu tempat ke tempat lain (melalui pompa) dengan akibat benda/tempat yang dilewati menjadi dingin oleh panasnya ikut serta dalam aliran zat alir.

· Suatu proses pemberian panas kepada suatu benda yang tadinya mempunyai suhu yang lebih rendah.

Berdasarkan pengertian diatas maka pertukaran panas digolongkan dalam 2 golongan besar, yaitu:

Proses Pemindahan Panas.

Suatu proses dimana suatu material menjadi dingin disebabkan adanya aliran zat alir (fluida) melalui suatu pipa.zat alir yang dipakai adalah Freon.

Proses Pemberian Panas.

Suatu yang dingin, bisa menjadi panas dengan memanggang 9pemanasan di atas perapian). Contohnya pemanasan kapur over.

sumber : artikel