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

Hukum Archimedes dan Penerapannya Dalam Lingkungan

"apabila sebuah benda sebagian atau seluruhnya terbenam kedalam air, maka benda tersebut akan mendapat gaya tekan yang mengarah keatas yang besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam tersebut"

ternyata, di kehidupan sehari-hari tanpa kita sadari begitu banyak benda-benda yang merupakan penerapan dari ilmu fisika. berikut ini adalah benda-benda yang penerapannya berdasarkan hukum archimedes.

a. Hidrometer

Hidrometer adalah alat untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini digunakan utuk mengetahui bahwa air accu sudah tidak dapat digunakan.lagi. Penggunaan Hidrometer , yaitu mencelupkan nya pada zat cair yang yang akan diukur massa jenisnya.

b. Jembatan Ponton

Jembatan ponton dibuat dari drum-drum berongga yang dijajarkan melintang aliran sungai. Jembatan ponton dibuat dengan memanfaatkan hukum Archimedes. Volume air yang dipindahkan menghasilkan gaya apung yang mampu menahan berat drum dan benda-benda yang melintas diatasnya. Setiap drum penyusun jembatan harus tertutup agar air tidak dapat masuk kedalamnya.



c.Kapal Selam

Kapal selam dapat diposisikan mengapung, melayang, dan tenggelam di dalam air laut. Oleh karena itu, kapal selam sangat cocok digunakan dalam bidang militer dan penelitian. Bentuk badan kapal selam dirancang agar dapat melayang, mengapung, dan tenggelam dalam air. Selain itu, dirancang untuk menahan tekanan air dikedalaman laut.
Badan kapal selam diberi rongga udara yang berfungsi sebagai tempat masuk dan keluarnya air atau udara. Rongga udara terletak di lambing kapal. Rongga tersebut dilengkapi dengan katup bagian atas dan bawahnya.
Ketika rongga terisi udara, volume air yang dipindahkan sama dengan berat kapal, kapal selam mengapung. Ketika rongga katup atas dan bawah pada rongga kapal dibuka, udara dalam rongga keluar atau air masuk mengisi rongga tersebut. Akibatnya, kapal selam mulai tenggelam. Katup akan ditutup jika kapal selam telah mencapai kedalaman yang diinginkan. Dalam keadaan tersebut, kapal selam dalam keadaan melayang. Jika katup udara pada rongga dibuka kembali, volume air dalam rongga akan bertambah sehingga kapal selam akan tenggelam.
Jika kapal selam akan muncul ke permukaan dari keadaan tenggelam, air dalam rongga dipompa keluar sehingga rongga hanya terisi udara. Dengan demikian, kapal selam mengalami gaya apung sama dengan berat kapal selam. Akibatnya, kapal selam akan naik ke permukaan dan mengapung.

d.Balon Udara

Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Balon udara harus diisi dengan gas yang bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer, sehingga, balon udara dapat terbang karena mendapat gaya keatas, misalnya diisi udara yang dipanaskan


d. video penerapan hukum archimedes




sumber : poto , penerapan hukum archimedes , bunyi hukum archimedes