Tag: Termodinamika

  • Kalor Jenis dan Kuantitas Energi Panas

    Kalor Jenis dan Kuantitas Energi Panas

    AhmadDahlan.NET – Secara sederhana, kuantitas energi panas dapat diartikan sebagai besar nilai energi panas. Sama dengan bentuk energi lainnya, besaran ini dinyatakan dalam satuan energi seperti Joule, Cal, PH, sejenisnya. Hanya saja Energi panas ini sedikit unik dimana nilainya tidak tersimpan dalam satu bentuk baku sama seperti jika kita menganalogikan energi potensial yang selalu ada pada bendengan dengan ketinggian h di atas permukaan bumi atau Energi kinetik untuk benda yang bergerak dengan kecepatan v.

    Panas hanya akan ditinjau ketika terjadi perpindahan energi tanpa ada perpindahan maka sulit untuk menyatakan kuantitas panas. Hal ini pula yang membuat panas disebut sebagai kalor atau anergi yang mengalir.

    A. Panas dan Perpindahan Energi

    Misalkan saja, kita memanaskan 1 kg besi dan 1 kg air secara terpisah dari suhu 0oC sampai 10oC. Agar mencapai suhu tersebut maka besi hanya membutuhkan sekitar 4 600 J, sedangkan air membutuhkan kalor sebanyak 42 000 J. Karena Besi hanya membutuhkan rata-rata energi panas sebesar 460 J untuk naik 1oC setiap kg, sedangkan air butuh sekitar 4200 J.

    Jika Energi Panas dapat ditinjau dalam keadaan diam (tidak berpindah), maka seharusnya dalam kondisi ini air harusnya memiliki hampir 10 kali energi panas yang lebih banyak dari besi. Namun jika kedua benda ini dicampurkan tidak akan pernah terjadi perpindahan panas sekalipun di antara kedua benda. Bahkan jika dalam kasus ini air hanya dipanaskan sampai 9oC maka panas dari besi justru mengalir ke air hingga suhu keduanya sama.

    Perpindahan energi panas hanya dapat terjadi pada kondisi dua buah objek (baik sistem atau lingkungan) yang memiliki suhu yang berbeda. Secara spontan panas akan mengalir dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.

    Pertambahan energi yang dialami oleh sebuah benda akan berdampak pada peningkatan rata-rata energi kinetik benda pada tingkat partikel demikian pula sebaliknya jika energi panas keluar dari sebuah benda. Perubahan rata-rata energi kinetik inilah yang diinidikasikan sebagai suhu.

    B. Kalor Jenis

    Mari kita tinjau kembali kasus pemanasan 1 kg besi dan air yang telah dijelaskan di atas. Pada kasus tersebut terlihat bahwa pemanasan ke dua benda tersebut membutuhkan jumlah panas yang berbeda sekalipun perubahan suhunya sama. Perubahan suhu sebuah benda tergantung dari karakteristik benda tersebut dalam menyerap energi. Sifatnya ini disebut sebahai kalor jenis benda.

    Kalor jenis tidak lain adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan 1 kg massa benda hingga mengalami perubahan suhu 1oC. Dalam satuan metrik besaran ini dinyatakan dalam JKg-1K-1 atau JKg-1C-1. Karakteristik benda mengalami perubahan suhu secara spesifik tidak hanya bergantung pada jenis benda tapi juga dari perubahan karakteristik benda terhadap perubahan suhu.

    Jadi, misalkan kita memanaskan 1 kg air dari suhu 14,5oC ke 15,5oC (naik 1oC) akan membutuhkan sekitar 4200 Joule. Jika jumlah airnya dinaikkan dua kali lipat maka jumlah kalor yang dibutuhkan juag dua kali dari 1 kg, namun tidak dengan menaikkan jika kita ingin menaikkan suhu nya sebesar 2oC. Struktur materi air khususnya gerakan air di suhu 15,5oC sudah berbeda dengan 14,5oC. Dengan demikian nilai untuk menaikkan dari suhu 14,5oC ke 15,5oC akan berbeda dengan dari 15,5oC ke 16,5oC.

    Demikian pula dengan jenis materi, perbedaan Jenis materi juga menentukan kalor jenisnya. Besi dalam bentuk padatan kira-kira mampu menampung sekitar 460 J agar naik sebesar 1oC setiap Kg-nya namun Aluminium mampu menampung energi panas sebesar 904 J. Hal terkadang membuat Kalor Jenis juga disebut sebagai Kapasista Kalor Jenis. Daya tampung kalor sebuah benda juga tidak hanya bisa dinyatakan dalam Kg tapi juga Mol sehingga ditulis JMol-1oC-1. Kedua besaran ini sama-sama menunjukkan jumlah zat namun untuk tendesi yang berbeda.

    Rata-rata jumlah kebutuhan kalor yang dibutuhkan benda agar dapat mengalami perubahan suhu dapat dihitung dengan persamaan:

    Q = mc \Delta T

    Dimana :

    Q : Jumlah Kalor (J)
    m : Massa (Kg)
    c : Kalor Jenis (JKg-1oC-1)
    ΔT = Perubahan suhu (oC)

    Contoh Kasus

    Budi memasukkan sebongas es batu 0,5 kg bersuhu -10⁰C ke dalam 2 Liter air bersuhu 50⁰C. Jika dianggap tidak ada kalor yang mengalir ke lingkungan, berapa suhu akhir campuran yang didapatkan budi?

  • Bidang Kajian Termodinamika

    Bidang Kajian Termodinamika

    AhmadDahlan.NET – Termodinamika (Thermos – θερμός : Hangat) dapat diartikan secara etimologi sebagai cabang ilmu Termofisika yang mempelejarai Perubahan Panas dan konsekuensi yang mengikutinya. Dalam kajian fisika, Termodinamika dikaji berdasarkan hubungan antara energi dan usaha (work) yang dari sebuah sistem yang melibatkan kalor di dalamnya.

    Kajian Termodinamika mencakup energi dalam dalam sistem dengan skala-skala makro dan diukur melalui percobaan. Sedangkan kajian energi panas dalam sistem dengan skala mikro dikaji dalam turunan ilmu termodinamika yang disebut sebagai Teori Kinetik Gas dan Fisika Statistik. Meskipun disebut turunan, kajian Fisika Statistik ini muncul karena keterbatasan hukum-hukum Termodinamika klasik dalam mendefnisikan fenomena bentuk dan perubahan energi dalam bentuk paket-paket energi (Kuanta).

    Termodinamika juga bisa ditinaju dari hubungan antara besaran fisi yang menggambarkan pengatuh kalor terhadap karakteristik zat. Besaran ini fisis yang digunakan dalam menggambarkan hal tersebut sebabagai koordinat macroskopis sistem. Hasil-hasil dari eksperimen selanjutnya diformulasikan dalam bahasa matematika atau biasa disebut sebagai rumus fisika yang selanjutnya digunakan untuk meramalkan perilaku zat ketika berhubungan dengan energi panas.

    Dengan demikian dapat disimpulkan jika Termodinaika adalah ilmu yang dilandasi dari hasil berbagai eksperimen buatan (Artificial).

    Termodinamika secara umum dikaji melalui dua garis besar yakni dari tinjauan hukum dan teori yang dikaji oleh Saintis dalam hal ini Fisikawan dan Kimiawan sedangkan yang ke dua ditinjau dari ilmu praktis yang menjadi pusat kajian para enggineer.

    Secara umum, Termodinamika dimanfaatkan untuk menjelaskan :

    1. Kerja dari Sistem Termodinamis
    2. Penyebab Sistem Termodinamis Tidak Bekerja sesuai harapan atau tidak bekerja sama sekali.

    Aplikasi dari ilmu-ilmu Termodinamika dimanfaatkan dihampir semua mesin seperti :

    1. Motor Berbahan Bakar Minya
    2. Pompa Termal
    3. Roket
    4. Turbin dan Generator Listrik
    5. Mesin Uap
    6. Turbin Gas
    7. Mesin Pendingin
    8. Kabel Transmisi Suerkonduktor
    9. LASER Daya Tinggi
    10. Mesin Pemanas Surya

    Topik-Topik Kajian dari Termodinamika Meliputi

    1. Temperatur dan Kalor
    2. Kesetimbangan Termodinamika
    3. Kerja dan Usaha
    4. Hukum Termodinamika I
    5. Gas Ideal dan Nyata
    6. Entropi dan Hukum Termodinamika II
    7. Persamaan Hamilton
    8. Potensial Termodinamika

  • RPS dan Materi Mata Kuliah Termodinamika Untuk Prodi Pendidikan Fisika

    RPS dan Materi Mata Kuliah Termodinamika Untuk Prodi Pendidikan Fisika

    Selamat datang di mata kuliah Termodinamika. Mata kuliah ditujukan kepada mahasiswa program Studi Pendidikan Fisika S1. Ini adalah cuplikasi RPS yang Dokumen RPS dapat diakses pada LMS di mata kuliah Termodinamika.

    RPS Termodinamika

    A. Deskripsi Mata Kuliah

    Mata kuliah yang mengkaji tentang konsep dasar termodinamika melalui kajian fisika dan matematika untuk topik yang berkaitan dengan proses kausitatis dan perumusan hukum Termodinamika I, persamaan sistem gas ideal, gas nyata, teori kinetik gas secara makrokopis, keberlakukan Hukum II Termodinamika, Potensial Termodinamika, Entropi, Entalpi, Fungsi Helmsholtz dan Fungsi Gibbs.

    Mata Kuliah Pendukung : Fisika Dasar I, Fisika Dasar II, Kalkulus, Fisika Matematika I.

    CPL dan CPMK Terlampir pada RPS

    B. Topik dan Kajian

    1. Suhu dan Kalor
    2. Kesetimbangan Termodinamika
    3. Kerja dan Usaha
    4. Hukum Termodinamika I
    5. Gas Ideal dan Nyata
    6. Entropi dan Hukum Termodinamika II
    7. Persamaan Hamilton
    8. Potensial Termodinamika

    1. Kajian Topik Berdasarkan Pertemuan

    1. Pertemuan I : Suhu dan Kalor.
      1. Bidang Kajian Termodinamika
      2. Temperatur dan Skala Termometer
      3. Kalor
      4. Ekspansi Termal
    2. Pertmuan II : Sistem Termodinamika.
      1. Kerangka Acuan Mikro dan Makro pada Termodinamika
      2. Persamaan Keadaan
      3. Teorema Matematis
      4. Variabel Intensitas dan Ekstensif
      5. Hukum 0 Termodinamika
    3. Pertemuan III : Kalor dan Perpindahan Energi Panas.
      1. Kuantitas Panas
      2. Perubahan Fase
      3. Kalorimeter
      4. Perpindahan Panas
    4. Pertemuan IV : Prinsip Kerja Panas dan Hukum Termodinamika I
      1. Pengertian Usaha
      2. Diagram P-V
      3. Kerja Adiabatik
    5. Pertemuan V : Prinsip Kerja Panas dan Hukum Termodinamika I
      1. Kapasitas Panas
      2. Hukum I Termodinamika dan Pemodelan Matematis
    6. Pertemuan VI : Gas Ideal
      1. Persamaan Gas Ideal
      2. Konduktivitas Termal
      3. Konveksi Panas
      4. Radiasi Termal
    7. Pertemuan VII : Gas Nyata
      1. Persamaan Gas Van Der Walls
      2. Persamaan Gas Nyata
    8. Pertemuan VIII – Mid Semester
    9. Pertemuan IX : Teori Kinetika Gas
      1. Pengantar Pandangan Mikroskopis pada Termodinamika (Fisika Statistik)
      2. Teori Kinetik Gas Ideal
    10. Pertemuan X : Hukum Termodinamika II
      1. Hukum Termodinamika II
      2. Mesin Carnot
    11. Pertemuan XI : Konsep Entropi
      1. Definisi Entropi
      2. Entropi pada Gas Ideal
      3. Diagram TS
      4. Entropi pada Sistem Tak Seimbang
    12. Pertemuan XII : Fungsi Matematis dalam Kajian Termodinamika
      1. Fungsi Karakteristik
      2. Entalpi
      3. Fungsi Helmholts
    13. Pertemuan XIII : Fungsi Matematis dalam Kajian Termodinamika
      1. Hubungan Maxwell
      2. Persamaan T dS
      3. Persamaan Energi Dalam
      4. Persamaan Kapasitas Panas
      5. Fungsi Helmholzt
      6. Fungsi Gibbs
    14. Pertemuan XIV : Laporan Project Termodinamika
    15. Pertemuan XV : Laporan Project Termodinamika
    16. Pertemuan XVI – Final Test

    2. Topik-Topik Proyek-Proyek Termodinamika

    1. Radiasi Benda
    2. Hukum I Termodinamika
    3. Skala-Skala Pada Termometer
    4. Energi Baru dan Terbarukan

    C. Penilaian dan Evaluasi

    NoAspekPersentaseDeskripsi
    1Aktivitas Partisipatif25Menganalisis fenomena alam dan kasus-kasus yang terjadi berkaitan dengan termodinamika pada topik suhu, perpindahan kalor, dan persamaan keadan pada variabel PVT.
    2Hasil Proyek25Membuat sebuah perangkat sederhana yang mengimplementasikan hukum-hukum termodinamika sebagai konsep utama kerja perangkat.
    3Tugas25Mengerjakan seluruh tugas yang diberikan pada akhir setiap pertemuan,
    4Quiz–Tidak ada kuis
    5Ujian Tengah Semester25Ujian tengah semester untuk seluruh topik pada pertemuan 1 sampai 7
    7Ujian Akhir Semester–Tidak ada ujian Akhir semester pada mata kuliah diganti dengan penugasan Proyek Termodinamika

    Standar Konversi Skor Menjadi Nilai

    NoHurufNilaiRentang Skor
    1A4,0091 – 100
    2A-3,7586 – 90
    3B+3,2581 – 85
    4B3,0076 – 80
    5B-2,7571 – 75
    6C+2,2566 – 70
    7C2,0061 – 65
    8C-1,7556 – 60
    9D+1,2551 – 55
    10D1,0051 – 55
    11D-0,7546 – 50
    12E0,00<41
  • Mengapa Benda Panas yang Didiamkan di Udara Lama-lama Kok Jadi Dingin?

    Mengapa Benda Panas yang Didiamkan di Udara Lama-lama Kok Jadi Dingin?

    AhmadDahlan.NET – Tidak ada yang lebih nikmat dari secangkir kopi panas, namun terkadang kita lupa menyeruputnya. Hasilnya tentu saja kopi tersebut menjadi dingin. Lantas mengapa kopi panas yang didiamkan di Udara terbuka lama-lama akan menjadi dingin?

    Tidak hanya kopi sebernanya, hampir semua benda panas yang dibiarkan begitu saja akan berubah menjadi dingin. Hal ini sudah dibahas oleh Black dan Clausius seabad lalu. Pembahasan diabadikan sebagai hukum II Termodinamika versi Black-Clausius.

    Hukum tersebut berbunyi seperti ini :

    Ketika dua buah benda berbeda temperatur saling bersentuhan satu sama lain, maka kalor akan mengalir dari benda bersuhu panas ke benda bersuhu secara spontan. Pertukaran kalor ini akan berhenti sampai suhu ke dua benda tersebut sama.

    Kalor adalah salah satu bentuk energi panas yang diindikasikan melalui suhu dari suatu benda. Jika kita mencampurkan 1 liter air bersuhu 100oC dengan 1 liter air bersuhu 50oC, maka anda akan mendapatkan 2 liter air bersuhu 75oC.

    Demikian dengan kopi yang kita diamkan di atas meja, maka kopi tersebut akan kontak dengan udara sekitar yang berada pada suhu kamar. Panas dari kopi ini akan mengalir secara perlahan ke udara sampai akhirnya suhu kopi sama dengan suhu udara.

    Mengapa suhu udara tidak naik sama seperti pada saat mencampurkan air pada contoh di atas?

    Penyebanya adalah massa udara yang sangat besar di dalam kamar membuat udara bersifat seperti Reservoir panas bagi Kalor yang berasal dari kopi. Reservoir panas itu memiliki karakter menyimpan sejumlah panas tanpa menaikkan suhunya. Hal ini disebabkan oleh dua kemungkinan, yakni massa yang massif atau nilai kapasitas kalor dan kalor jenis yang sangat besar.

    Suhu udara di kamar-kamar yang adad di Indonesia sangat bervariasi. Jika anda tinggal di ketinggian sekitar permukaan laut mungkin suhu nya sekitar 30oC sampai 36oC. Ketika udara mendapatkan sedikit panas dari kopi maka, suhu udara di sekitar tidaklah naik sama sekali, karena panas tersebut digunakan oleh udara untuk bergerak atau ke hal-hal yang lain dibandingkan menaikkan suhunya.

    Jadi hal ini yang membuat kopi panas yang didiamkan akan dingin secara perlahan sampai suhunya sama dengan suhu ruanga.

    Menjaga Kopi Tetap Panas

    Karena kita menggunakan kopi sebagai pembuka dari topik ini dan kopi memang nikmat diminum hangat, maka ada baiknnya mencari jawaban cara agar tetap panas.

    Sebenarnya hanya ada satu cara mengjaga kopi tetap panas yakni dengan cara memberikan panas ke dalam kopi. Mungkin cara paling konvensional adalah memasaknya terus-menerus. Namun hal ini hanya akan merubah cita rasa kopi. Jika direbus semakin lama, maka minyak nabati yang terkandung dalam biji kopi juga akan keluar. Jika demikian, maka rasa kopi akan menjadi kecut.

    Hampir tidak ada cara lain memnbuat kopi menjadi panas setelah diangap dari kompor, namun kita tetap memiliki cara untuk mencegahnya tidak menjadi dingin. Menjaga tetap panas dan mencegah menjadi dingin adalah dua hal yang berbeda, meskipun tujuannya sama.

    Sebagaimana yang disebutkan oleh Hukum II Termodinamika. Agar terjadi pertukaran kalor secara spontan, maka ke dua benda harus saling bersentuhan. Dengan bersentuhan, kalor bisa mengalir antara dua benda baik sevara konduksi maupun konveksi.

    Selain bersentuhan, kalor juga sebenarnya bisa berpindah dengan radiasi, yakni perpindahan panas tanpa melalui perantara. Contoh konkretnya adalah panas dari matahari yang sampi ke Bumi sekalipun hanya ada ruang hampa antara matahri dan bumi.

    Ketiga hal ini perlu diperhatikan untuk menjaga Kopi kita tidak menjadi dingin. Teknologi untuk melakukan hal tersebut juga sudah ditemukan oleh manusia dan disebut dengan istilah Termos.

    Sekalipun tidak seideal namanya, namun Termos memiliki karakteristik sebagai isolator panas. Hal tersebut dibebakan oleh 3 lapisan termos yang mencegahnya melakukan trasnfer panas baik secara knduksi, konveksi dan radiasi.

  • Pengertian Kalor dan Internal Energi Zat

    Pengertian Kalor dan Internal Energi Zat

    AhmadDahlan.NET – Ketika kita memasukkan sebongkah es ke dalam segelas air, Air yang tadinya berada pada suhu kamar perlahan-lahan akan mengalami penurunan suhu sampai akhirnya suhu antar es dan air sama. Hal ini terjadi karena adanya perpindahan kalor dari air yang suhunya lebih tinggi ke dalam es. Perpindahan terjadi secara spontan ketika ke dua benda saling bersentuhan satu sama lain.

    Karena kita mengaosiasikan suhu tinggi itu lebih “panas”, maka kalor juga terkadang disebut sebagai energi panas namun lebih spesifik ke energi yang mengalir.

    Pengertian Kalor

    Kalor adalah energi yang dipindahkan (dialirkan) antaar dua buah benda yang memiliki suhu yang berbeda. Proses perpindahan energi terjadi karena perbedaan rata-rata energi kinetik dari setiap materi penyusun dari benda yang saling bertukar kalor.

    Kalor akan berpindah dari benda dengan temperatur yang tinggi ke benda yang temperatur yang lebih rendah secara spontan sampai akhirnya suhu kedua benda tersebut sama. Pada kondisi ini tidak akan lagi terjadi perpindahan kalor dan kondisi ini disebut sebagai kesetimbangan termal.

    A. Internal Energi dan Suhu

    Energi internal dari sebuah zat adalah total dari energi kinetik dari melokul-molekul penyusunnya. Energi ini bergantung dua hal yakni suhu benda (rata-rata energi kinetik setiap molekul) dan jumlah zat penyusun zat itu sendiri.

    Dengan demikian bisa disimpulkan jika sangat memungkinkan jika ada buah benda yang memiliki energi internal yang sama meskipun suhunya berbeda. Misalkan Benda A dan B memiliki internal energi yang sama akan tetapi benda A memiliki suhu yang lebih rendah dari benda B. Dengan demikian, maka Benda A pasti memiliki total energi dari jumlah zat penyusunnya lebih tinggi dibandingkan dengan dengan benda B.

    Pada saat duah benda saling bersentuhan satu sama lain, hanya terjadi pertukuran energi panas dari perbedaan suhu antara benda A dan benda B, sampai akhirnya kedua benda tersebut memiliki rerata energi kinetik energi yang sama dan ditandai dengan suhu yang sama.

    B. Satuan Kalor

    Kalor diamati melalui banyaknya energi yang berpindah dalam satuan Kalori. Satuan ini distandarisasi melalui besar energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebanyak 1oC dari suhu 14,5oC ke 15,5oC. Titik ini dipilih karena terdapat perbedaan antara energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air sebanyak 1oC dari setiap titiknya.

    Mudahnya seperti ini, energi yang dibutuhkan air untuk naik dari 3oC ke 4oC berbeda dengan energi yang dibutuhkan untuk pindah dari 4oC ke 5oC, begitu juga dari suhu 68oC ke 69oC. Meskipun demikian, perbedaannya tidak begitu jauh (<kurang dari 1%) untuk interval air di setiap titik dari 0oC sampai ke 100oC. Pada perhitungan yang tidak membutuhkan ketelitian tingkat tinggi, perbedaan ini dapat diabaikan dan dinggap sama saja untuk setiap setiap titiknya.

    Besar energi kemudian dinyatakan sebagai 1 kalori dengan demikian 1000 Kkal dapat difenisikan sebagai energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1oC. 1 Kal kemudian dijadikan sebagai satuan standar internasional (SI) untuk sistem metrik.

    C. Kalor Jenis

    Pada saat sejumlah kalor mengalir ke sebuah zat dan diasumsikan tidak terjadi perpindahan wujud, maka seluruh kalor tersebut akan membuat suhu dari sebuah zat akan naik, demikian pula sebaliknya, jika sejumlah kalor keluar dari suatu zat maka suhunya akan turun.

    Besar perubahan suhu ini sebanding dengan jumlah energi yang diterima dengan persamaan :

    Q∝ΔT

    Selain itu semakin banyak massa benda yang dipanaskan maka semakin besar pula kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sautu benda. Secara matermatis persamaan ini dapat ditulis :

    Q = mc .ΔT

    c dalam persamaan ini adalah karakteristik kuantitatif dari sebuah materi dalam mengkonversi panas yang diserap menjadi perubahan suhu yang selajutnya di sebut sebagai kalor jenis. Kalor jenis dinyatakan dalam satuan J/kgoC.

    Sebagaimana yang dimaksud dalam defenisi dari satuan kalori yang dijelaskan sebelumnya yakni 1 kal adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram agar naik 1oC, maka dengan demikian Kalor jenis air adalah 1 kal/goC atau 1 Kkal/KgoC.

    Setiap benda memiliki kalor jenis yang berbeda-beda dan dapat diketahui melalui percobaan. Adapun hasil percobaan menunjukkan beberapa nilai dari kalor jenis benda pada tabel berikut :

    Kalor JenisJ/KgoCKal/KgoC
    Air41801000
    Es2100500
    Alkohol2400570
    Raksa (cair)23056

    Eksperimen Joule

    James Prescoot Joule (1818 – 1889) membuat sebuah eksperimen dengan menggunakan kalorimeter untuk membuat hubungan antara energi panas dan energi mekanik. Rancangan kalorimeter seperti ditujukan pada gambar di bawah ini

    Kalorimeter Joule percobaan MAssa Jenis

    Pada eksperimen tersebut beban di sisi dan kanan digunakan untuk memutar baling-baling dari energi potensial yang ia miliki. Baling-baling yang terputar di dalam kalorimeter kemudian menaikkan suhu air di dalam dan karena dibuat terisolasi dari lingkungan maka poses perubahan energi potensial ke kinetik pada saat beban jatuh bebas diubah ke energi panas. Meskipun pada proses pengamatan kenaikkan suhu tersebut sangatlah sedikit untuk diamati. Berdasarkan data percobaan disimpulkan bahwa :

    1 kal = 4 186 J

    D. Kalor Laten

    Ketika sejumlah kalor digunakan untuk memanaskan es bersuhu -13oC ke suhu 0oC, maka panas yang diberikan akan digunakan untuk menaikkan suhu, segera pada saat suhu sudah 0oC, maka panas tidak lagi digunakan untuk menaikkan suhu tapi merubah fase air yang tadinya dalam fase padat ke zat cair di suhu yang sama.

    Kalor yang digunakan untuk merubah fase zat disebut sebagai kalor laten. Jumlah kalor yang dibutuhkan sebabding dengan jumlah massa zat yang dirubah fasenya :

    Q_L∝m

    Karakteristik kebutuhan kalor setiap zat berbeda dengan untuk berubah fase, disebut Kalor Laten (L), dengan demikian Persamaa Kalor Laten dapat ditulis :

    Q_L=Lm

    dimana perubahan fase gas umum terbagi atas dua jenis yakni Padat ke Cair disebut Kalor Laten Lebur (LL), sedangkan Cari ke gas disebut Kalor Laten Uap (LU). Sama dengan kalor jenis setiap, setiap benda memiliki kalor laten masing-masing seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut :

    ZatTitik LeburKalor LeburTitik UapKalor Upa
    Air0oC79,7 kJ/kg100oC539 kJ/kg
    Amonia-77,8oC8 kJ/kg-33,4oC33 kJ/kg
    Timabl327oC5,9 kJ/kg1750oC208 kJ/kg
    Besi1538oC69,1 kJ/kg6340oC1520 kJ/kg

    Catatan : Baik kaloir jenis dan kalor laten, nilai yang tertera pada tabel berlaku pada kondisi STP yakni tekanan 1 atm, dan suhu ruangan 27oC. Nilai-nilai tersebut dipengaruhi oleh banya parameter seperti tekanan udara, gravitasi dan suhu udara. Untuk membahas pengaruh variabel lebih jauh akan dikaji pada bagian Termodinamika.

    Contoh Soal

    1. Sebongkah es batu dipanaskan dari suhu -15oC ke suhu 120oC. Jika proses tersebut terjadi pada keadaan STP, maka jumlah energi panas yang diserap es tersebut adalah ….
    2. Sebuah pemanas listrik dengan daya 300 watt digunakan untuk memanaskan 1 liter air dari suhu 10oC sampai ke 90oC. Jika efektifitas pemanas air adalah 70%, maka lama proses lama porses pemanasan adalah …
  • Perubahan Energi Dalam Pada Perubahan Keadaan Gas Ideal

    Perubahan Energi Dalam Pada Perubahan Keadaan Gas Ideal

    Ahmaddahlan.NET – Dalam Thermodinamika, Perubahan energi dalam (ΔU) tidak bergantung pada proses namun pada keadaan awal dan keadan akhir dari sistem tersebut. Sebagaimana yang diketahui bahwa terdapat empat jenis keadaan dalam termodinamika yakni Isohorik, Isobarik, Isotermal dan Adiabatik.

    Besar perubahan energi dalam (ΔU) dari masing-masing keadaan tersebut dapat dihitung sebagai berikut :

    A. Proses Isobarik

    Pada keadan isobarik, perubahan keadaan gas terjadi pada tekanan tetap. Usaha yang dilakukan gas dalam proses ini adalah 

    W= P\int dV
    W = P(V_2-V_1)

    Maka besar perubahan energi dalam berdasarkan hukum Termodinamika I pada keadaan Isobarik adalah :

    Q=ΔU+W
    Q = ΔU + P(V_2-V_1)

    Pada gas monoatomik persamaannya adalah :

    Q = \frac{3}2{}nR(T_2-T_1)-P(V_2-V_1)

    B. Proses Isohorik

    Proses Isohorik adlah proses dimana perubahan kondisi gas terjadap dalam keadaan volume tetap, dengan demikian maka besar usaha yang dikerjakan oleh gas adalah :

    W= P\int dV=0

    Sehingga hukum Termodinamika I dapat dituliskan sebagai berikut :

    Q=ΔU+W
    Q=ΔU+0
    Q= U_2-U_1

    Pesamaan Q = ΔU ini menunjukkan bahwa kalor yang diberikan ke dalam sistem digunakan sepenuhnya untuk merubah energi dalam pada sistem tersebut. Jika persamaan ini diaplikasikan ke persamaan energi dalam gas ideal monoatomik maka didapatkan Persamaan umum Keadaan Gas Ideal pada keadaan Isohorik yakni 

    Q=ΔU=\frac{3}{2}nR.ΔT

    C. Proses Isotermal

    Proses Isotermal adalah perubahaan keadaan gas pada suhu tetap. Besar usaha yang dihasilkan pada proses isotermal adalah :

    W= P\int dV

    Karena :

    PV = nRT

    maka 

    W=nRT\int\frac{dV}{V}
    W=nRT.ln(V_2-V_1)

    Pada proses Isotermal tidak terjadi perubahan suhu sehingga ΔT = 0. Jika tidak terjadi perbuahan suhu maka dapat ditarik kesimpulan jika tidak terjadi perubahan energi dalam sehingga ΔU = 0. Dengan persamaan hukum Pertama Termodinamika pada proses isotermal dapat dituliskan sebagai berikut :

    Q = ΔU + W = 0 + W
    Q = nRT.ln(V_2-V_1)

    D. Adiabatik

    Adiabtik adalah perubahan kondisi dalam gas tanpa melibatkan kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem sehingga Q = 0. Dengan demikian Hukum Termodinamika I proses Adiabatik dapat ditulis dengan persamaan berikut :

    Q = ΔU + W
    0 = ΔU + W

    atau 

    W = ΔU

    Persamaan W = ΔU menunjukkan bahwa usaha yang dilakukan sistem mengakibatkan perubahan energi dalam ΔU. Perubahan ini bisa bernilai positif bisa bernilai negatif.

    Persaman Hukum Termodinamika I untuk gas idela monoatomik pada proses Adibatik adalah :

    W = - ΔU=\frac{3}{2}nR(T_2-T_1)

  • Usaha dan Proses Termodinamika

    Usaha dan Proses Termodinamika

    AhmadDahlan.NET – Mesin kalor adalah salah implementasi prinsip termodinamika yang paling banyak dimanfaatkan manusia. Proses pembakaran yang terjadi di dalam mesin kalor akan dikonversi ke dalam energi gerak dan selanjutnya disalurkan di roda-roda gigi lalu dimanfaatkan manusia. Dalam kondisi ideal, proses pembakaran ini bisa terjadi dalam 4 jenis keadaan yakni Isobar, Isohoric, Isotermis dan Adiabatis.

    A. Usaha Pada Termodinamika

    Dalam pengamatan usaha yang dilakukan mesin panas di Termodinamika, sebuah kerangka acuan tinjauan yakni sistem dan lingkungan. Gas dikatakan melakukan usaha jika menghasilkan gerak pada piston dalam kasus ini pembakaran gas di dalam piston disebut sistem dan gerak yang terjadi disalurkan pistion ke engkel mesin disebut lingkungan.

    Misalkan sejumlah gas berada dalam ruang tertutup yang bisa bergerak, kemudian dipanaskan sehingga terjadi ekspansi dalam ruangan. Ekspansi ini akan menghasilkan gaya yang mendorong penutup seperti ilustrasi di bawah ini :

    Ilustrasi eksnapsi gas yang menghasilkan gata dan usaha termodinamis

    Besar usaha yang dihasilkan oleh ekspansi gas tersebut adalah :

    W =\int F.ds

    Tutup piston pada silinder tersebut adalah luasan (A) yang bergerak karena ada tekanan (P) dari sisi gas dengan demikian :

    W =\int PA.ds

    Jika A.s = V, maka persamaan ini ditulis ulang menjadi :

    W =\int P.dV

    Persamaan ini disebut persamaan umum suaha termodinamika. Pada saat gas memuai maka V memiliki nilai positif maka nilai W akan bernilai positif atau dengan kata lain sistem melakukan usaha demikian pula sebaliknya jika gas ditekan dari luar (diberi gaya dari luar) maka nilai V akan negatif sehingga nilai W juga ikut negatif.

    B. Proses Termodinamika

    Sebuah sistem termodinamika diberikan energi panas maka akan terjadi perubahan keadaan, namun untuk menyederhakan kita tinjau Usaha dari 4 kondisi yakni Isobaris, Isohoric, Isotermal dan Adiabatik.

    1. Usaha Isotermal

    Usaha isotermal adalah kejadian yang terjadi dengan kondisi suhu yang sama. Prosesnya ada dua kemungkinan misalnya gas ditambahkan sehingga terjadi ekspansi karena penambahan volume atau yang kedua diberikan panas secara perlahan sehingga perubahan suhu tidak terjadi dan hanya terjadi pada perubahaan volume saja.

    Grafis usaha Isotermal pada termodinamika
    W =\int_{V_1}^{V_2} P.dV

    karena pV = nrT maka persamaan ini dapat ditulis

    W =\int_{V_1}^{V_2}nRT \frac{dV}{V}

    maka 

    W = nRT \ln V|_{V_1}^{V_2}

    atau 

    W = nRT \ln \frac{V_2}{V_1}

    2. Usaha Isohorik

    Isohorik adalah keadaan termodinamis dengan kondisi volume yang sama. Misalkan sebuah gas yang disimpan dalam sistem dengan wadah kaku dipanaskan maka perubahan tekanan akan berdampak pada perubahan suhu gas dalam sistem.

    Grafik Isometrik dalam persamaan keadaan Termodinamika

    Pada proses isohorik, tidak ada perubahan voleme yang terjadi sehingga nilai dV = 0, dengan demikian tidak ada perubahan sehingga

    W =\int_{V_1}^{V_2} P.dV =0

    3. Usaha Isobarik

    Proses isobarik adalah perubahan keadaan gas pada kondisi tekanan yang sama.

    Grafik Isobarik pada Perubahan keadaan gas Termodinamis

    Pada proses Isotermis, perubahan terjadi dalam keadaan tekanan tetap sehingga usahanya adalah :

    W =P\int_{V_1}^{V_2} dV

    jadi usahanya adalah :

    W = PV|_{V_1}^{V_2}

    atau 

    W = P (\Delta V)

    4. Proses Adiabatik

    Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada kalor (Q) yang masuk atau keluar dari sistem (gas). Proses ini dapat dilakukan dengan cara mengisolasi sistem menggunakan bahan yang tidak mudah menghantarkan kalor atau disebut juga bahan adiabatik. Adapun, bahan-bahan yang bersifat mudah menghantarkan kalor disebut bahan diatermik.

    Persamaan ini akan dibahas secara khusus untuk porses Adiabatik

    Usaha-Pada-Sistem-TermodinamikaUnduh
  • Persamaan Virial Pada Gas Nyata Bertekanan Tinggi

    Persamaan Virial Pada Gas Nyata Bertekanan Tinggi

    AhmadDahlan.NET – Persamaan Van Der Waals berhasil mendefenisikan hubungan antara tekanan dan volume gas pada tekanan yang cukup tinggi namun tidak pada gas dengan tekanan yang tinggi. Kammerlingh Onnes kemudian mengembangkan persamaan untuk memahami perilaku gas nyata pada tekanan tinggi yang disebut dengan persaman virial, bentuk umumnya adalah :

    P\bar V=RT\left ( 1+\frac{B}{\bar V} +\frac{C}{\bar V^2}+\frac{D}{\bar V^3}+... \right )

    dimana B, C, D dan seterusnya adalah koefisien virial kedua, ketiga dan seterusnya. Koefisien tersebut memiliki nila yang berubah terhadap suhu dan tergantung dari jenis gas yang diamati.

    Untuk gas-gas Van Der Waals, Koefisien virial bisa diapatkan melalui perbadingan persamaan ditas dengan persaman virial dapat ditulis dalam bentuk : 

    Z=\frac{P \bar V}{RT}=1+\frac{B}{V}+\frac{C}{\bar V^2}

    Sedangkan persamaan Van Der Waals dapat ditulis ke dalam bentuk :

    Z=\frac{P \bar V}{RT}=\frac{1}{1-b/ \bar V}-\frac{a}{RT\bar V}

    Kedua persamaan Z di atas fungsi dari Volume. Untuk suku suku yang tinggi, harga dari 1/V semakin kecil sehingga pada kondisi tertentu dapat diabaikan.

    Pada keadaan dengan tekanan rendah, volume gas sangat besar sehingga suku b/V sehingga suku pada ruas kanan Persamaan Van Der Waals 1/(1-b/V) dapat diselesaikan dengan menggunakan deret :

    \frac{1}{1-x}=1+x+x^2+x^3+...

    Dengan demikian persamaan Virial Z dapat dituliskan dalam bentuk :

    Z = 1+ \frac{b}{\bar V}+\left ( \frac{b}{\bar V} \right )^2+...-\frac{a}{RT\bar V}

    bisa dituliskan ulang agar sukunya rapi :

    Z=1+\left (b-\frac{a}{RT}  \right )\left (  \frac{1}{\bar V}\right )+\left ( \frac{b}{\bar V} \right )^2+...

    dimana :

    B= \left (b-\frac{a}{RT}  \right )

    dan

    C= b^2
  • Gas Nyata dan Persaman Van Der Waals

    Gas Nyata dan Persaman Van Der Waals

    Ahmaddahlan.NET – Persamaan-persamaan gas ideal yang disusun berdasarkan hasil percobaan Boyle dan Guy-Lussac berlaku dengan baik di gas-gas ideal dengan tekanan rendah dan temperatur yang tinggi. Pada percobaan mengenai karakteristik gas pada suhu rendah dan tekanan tinggi ternyata menghasilkan Grafik P-V yang dihasilkan menyimpang dari hukum-hukum gas ideal. Penyebabnya tidak lain adalah gaya tarik antar partikel gas pada suhu rendah dan tekanan tinggi tidak dapat diabaikan sebagaimana yang terjadi pada gas-gas ideal. Volume molekum pada gas tidak dapat diabaikan begitu saja.

    Penyimpangan perilaku gas pada kondisi suhu rendah dan tekanan tinggi dapat dinyatakan dengan perbandingan volum molarnya (Volume 1 mol gas) :

    \bar V_{id}=\frac{RT}{P}

    Perbandingan ini disebuat sebagai faktor komprasibilitas (Z) yang dinyatakan dalam bentuk :

    Z=\frac{\bar V}{\bar V_{id}}=\frac{P\bar V}{RT}

    pada gas ideal, Z = 1 dan nialinya tidak bergantung pada tekanan dan suhu namun pada gas tidak ideal, nilai Z tidak selalu 1. Z merupakan nilai yang bergantung pada suhu dan tekanan Z(T,P). Berdasarkan percobaan nilai Z berkisar antara 0,6 sampai 2,2.

    Tabel nilai Z gas nyata
    Nilai Z untuk gas-gas Nyata pada suhu 0oC

    Nilai PV pada gas-gas nyata ini hampir sangat sedikit mendekati gas ideal dan pada konisi terbatas seperti pada tekanan 0 atm. Nilai Z juga tidak menunjukkan hubungan linier dimana semakin tinggi tekanan ternyata tidak membuat nilai Z semakin meningkat kecuali pada gas H2.

    Penyimpanan nilai Z semakin rumit pada gas-gas Poliatomik dengan nilai yang turun pada saat tekanan naik. Uniknya Masing-masing gas memiliki kriteria unik dan titik kritis yang menjadi titik balik peningkatan niali Z.

    A. Persamaan Van Der Walls untuk Gas Nyata

    Gas-gas Ideal adalah gas yang memiliki karakteristik (1) gaya tarik antar molekul sangat lemah sehingga dapat diabaikan dan (2) volume moleku penyusun gas sangat kecil sehingga gas-gas bergerak secara bebas-acak. Pada gas-gas nyata, tidak demikian. Terdapat gaya tarik antar molekul bekerja di masing-masing molekul yang tidak bisa diabaikan, terdapat gaya tarik menarik (kohesi) antara dinding dan molekul gas. Terakhir, Volume Molekul pada gas nyata tidak bisa diabaikan. Dengan demikian nilai P-V dalam persamaan gas ideal harus dikoreksi. Van Der Waals membuat percobaan untuk mengamati koreksi tersebut pada tahun 1873.

    1. Tekanan Kohesi

    Tekanan kohesi adalah tekanan yang terjadi pada molekul gas terhadap dinding ruangan, tekanan ini disebut juga sebagai tekanan termal. Besar tekakan ini juga dipengaruhi oleh gaya kohesi yang terjadi pada saat molekul menambrak dinding pembatas ruang.

    Besar gaya kohesi tersebut sebagai berikut :

    Semakin banyak jumlah molekul yang ada dalam ruangan akan menambah besar tekanan kohesi sebalik jika ruangan semakin besar maka peluang untuk menumbuk dinding akan semakin kecil dengan berbading terbalik dengan volume maka :

    P_{Kohesi}∝\frac{n}{V}

    Karakteristik tekanan kohesi juga berbanding lurus dengan kerapatan molekul gas dengan demikian maka Tekanan Kohesi untuk gas a dan b dapat ditulis :

    P_{Kohesi}∼\frac{n}{V} ∼\frac{n}{V}
    P_{Kohesi}∝\frac{n^2}{V^2}

    atau 

    P_{Kohesi}=\frac{an^2}{V^2}

    dimana a adalah sebuah konstanta.

    Gaya antar molekul dalam gas akan membuat tekanan gas semakin rendah (asumsinya gerak gas semakin tidak bebas) maka Tekanan gas nyata dapat dituliskan dalam bentuk

    Pnyata = Pideal – PKohesi

    P = P_{ideal}-\frac{an^2}{V^2}

    Volume fisik molekul gas

    Volume fisik sebuah molekul gas nyata disebut b, maka volume fisik totoal sebuah gas adalah nb. Volume ruang yang menampung gas tidak lain adalah volume gas dan volume bebas dari gas itu sendiri sehingga :

    V = nb +\frac{nRT}{P}

    besar nilai b ini terggantung dari gas. Persamaan diatas dapat disusun ulang dengan persamaan :

    P=\frac{nRT}{V-nb}

    Masukkan faktor koreksi Van Der Waals pada persamaan di atas sehingga persamaanya berubah menjadi :

    P=\frac{nRT}{V-nb} - \frac{an^2}{V^2}

    atau 

    \left ( P+\frac{n^2a}{V^2} \right )\left (V-nb  \right )=nRT

    Persamaan ini disebut sebagai persaman tekanan Van Der Waals dengan nila a dan b bergantung dari jenis gas yang diamati. Suku a dinyatakan dalam satuan tekanan atm.liter2/mol2 dan b dalam liter.mol–

    Tetapan Van Der Waals untuk beberapa gas

    Gasa (atm.liter2/mol2)b(liter.mol–)
    H20,2442,66.10-2
    Helium0,0342,37.10-2
    Nitrogen1,393,91.10-2
    CO23,594,28.10-2

  • Membuat Persamaan Matematis Besaran Kalor Pada Asas Black

    Membuat Persamaan Matematis Besaran Kalor Pada Asas Black

    AhmadDahlan.NET – Mari kita asumsikan terlebih dahulu nilai kalor jenis dari zat cair konstan terhadap perubahan temperatur dan terjadi pada proses isometrik.

    Air bermassa m dengan suhu 15,5oC dicampurkan dengan air bermassa m dengan suhu 14,5oC. Suhu air campuran dapat diketahui dengan menggunakan asas Black.

    1. Qlepas = Qterima

    Qlepas = Qterima

    m Cair ΔTlepas = m Cair ΔTterima

    T15,5 – Tx = Tx – T14,5

    2Tx = 15,5oC + 14,5oC

    Tx = 15oC

    2. – Qlepas = Qterima

    – Qlepas = Qterima

    – m CairΔTlepas = – m Cair ΔTterima

    – (Tx – T15,5) = Tx – T14,5

    – Tx + T15,5 = Tx – T14,5

    2Tx = 15,5oC + 14,5oC

    Tx = 15oC

    Secara matematis kedua metode yang digunakan menghasilkan nilai yang sama yakni 15oC. Hanya terdapat perbedaan Qlepas = Qterima yang menghasilkan T15,5 – Tx dan Qlepas = Qterima dan menghasilkan tinjauan perubahan temperature – (Tx – T15,5).

    T15,5 – Tx berasal dari asumsi bahwa kalor yang lepas sama dengan kalor yang dierima dimana kalor merupakan energi yang mengalir. Asumsi ini menghasilkan presepsi jika kalor akan selalu berbentuk positif tanpa ada nilai negatif sehingga Suhu yang tinggi akan selalu dikurang dengan dengan suhu yang rendah.

    – (Tx – T15,5) berasal asumsi bahwa kalor yang lepas ditandai dengan negatif. Tanda negatif ini menunjukkan bahwa kalor pada benda bersuhu tinggi kehilangan kalor (- Qlepas) ke benda bersuhu rendah, sehingga di benda bersuhu rendah bernilai positif.

    Secara matematis posisi Tx ini adalah posisi ke dua setelah proses pencampuran terjadi sedangkan T15,5 adalah suhu awal sebelum dicampur. Hal ini sudah sesuai dengan kaidah ΔT yakni T2-T1.

    Formula Matematis Pemodelan Fisis

    Fisika adalah disiplin ilmu yang mempelajari fenomena alam dalam bentuk pemodelan untuk menemukan hukum, prinsip, konsep, teorema, dan potsulat yang berlaku pada fenomenan tersebut.

    Dalam memudahkan proses memahami fenomena tersebut, diformulasikan bahasa matematika digunakan untuk memudahkan analsisi data. Dalam proses formulasi matematis, ada banyak batasan yang diberikan untuk membuat generalisasi yang diterima secara umum, namun untuk menghitung pada kejadian asli melalui pemodelan matematis, dibutuhkan banyak variable yang ikut mengambil bagian dalam menentukan nilai dari besaran yang dihitung.

    Pada varibel yang nilainya terlalu kecil dan tidak berpengaruh pada hasil perhitungan, maka nilai-nilainya dapat diabaikan.

    1. Asas Black

    Asas Black menjelaskan fenomena mengenai pencampuran dua buah benda dengan beda suhu. Adapaun prinsip-prinsip pada Asas Black adalah :

    1. Jika dua buah benda dengan berbeda suhu dicampurkan maka benda dengan suhu lebih tinggi akan memberikan kalornya ke benda bersuhu lebih rendah sampai suhunya sama.
    2. Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah panas yang dilepas oleh benda bersuhu tinggi.
    3. Jumlah kalor yang dilepas oleh bend ayang bersuhu rendah akan sama besarnya dengan kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan benda tersebut kembali ke suhu awalnya.

    Dengan demikian dapat disimpulkan Defenisi Asas Black adalah :

    “Jika dua benda berbeda dicampurkan, maka benda bersuhu tinggi akan melepas kalor yang diserap ke benda sehubu rendah sampai suhu kedua benda tersebut sama”

    Karena tidak ada tanda negatif dari benda melepaskan maka bentuk matemtais dari asas Black adalah :

    Qlepas = Qterima

    Namun dalam kajian-kajian termodinamika dibuat kesepakatan jika benda panas kehilangan sejumlah kalor benda bersuhu panas, maka besar Q diberi simbol Negatif. Kendati kalor tidak ada yang bernilai negatif, tanda ini hanya ini memebri penjelasan jika sistem sedang kehilangan sejumlah energi dalam bentuk panas yang ditandai dengan penurunan suhu. Secara matematis pernyataan ini jika dihubungkan dengan asas black adalah :

    – Qlepas = Qterima

    2. Kalor

    Air yang di ember, es yang ada di dalam kulkas dan awan yang ada di atas langit (kita asumsikan awannya terdiri dari uap air) adalah bentuk partikel dengan fasa dan energi yang berbeda. Hal ini dapat dilihat jika Es yang ada di dalam kulkas dikeluarkan kemudian dipanaskan maka fasa akan sama dengan air yang ada diember.

    Jika pemanasan diberikan tidak dikondisikan maka ada kemungkinan suhu dari air akan berbeda. Jika pemanasan dilakukan cepat dan hanya ingin melihat es mencair menjadi air secara keseluruhan (kalor lebih sedikit) maka suhu air yang akan lebih rendah dari suhu air yang ada di ember. Jika dilakukan lebih lama maka suhunya akan lebih tinggi dari air yang lebih air di dalam ember.

    Pada saat es dikeluarkan dari dalam kulkas dan dibiarkan dalam waktu yang cukup lama, kondisi akan mencair dan akan memiliki temperatur yang sama dengan air yang ada di dalam ember. Hal ini akan terjadi lebih cepat terjadi jika es masukkan ke dalam ember.

    Hal yang membuat suhu es ini meningkat adalah kalor yang diserap udara yang suhu lebih tinggi dari es, jika dicelupkan maka suhu dari air yang ada di dalam ember. Kalor ini dapat didefenisikan sebagai energi yang mengalir ke benda. Segera setelah suhu ke dua benda ini sama maka tidak ada kalor yang saling bertukar.

    Asumsi kalor hanya dapat ditinjau pada saat energi panas mengalir ini menjadi sebuah keharusan bahwa kalor akan keluar dan masuk dari satu lingkungan ke sistem. Setelah masuk ke dalam sebuah benda. Kalor tidak akan bisa lagi ditinjau kecuali jika benda kembali menyerap atau melepas panas.

    Tentu saja, kalor dalam hal ini sulit untuk diamati pada kondisi rendah, jika kalor diberikan terlalu besar maka benda akan berpendar namun pendaran yang terlihat ini adalah emisi dari energi yang dimiliki benda karena suhu benda terlalu tertinggi, namun tanpa suhu tinggi inetraksi dalam bentuk energi yang mengalir dari lingkungan dan sistem tetap bisa terjadi.

    Sekalipun tidak bisa terlihat, kita bisa membuat indikator yang dapat diamati ketika terjadi perubahan energi pada benda. Indikator tersebut adalah Temperatur. Sekalipun memiliki hubungan yang erat, kalor dan suhu adalah dua konsep yang berbeda.

    Misalkan pemberian kalor pada reservoir panas, tidak merubah suhu benda tersebut akan tetapi energi dalam pada benda tersebut meningkat. Dari penjelasan ini kita dapat defenisikan bahwa kalor akan selalu bernilai positif, kecuali jika kita membuat kesepakatan dalam memilih acuan dari suatu fenoemman. Misalnya saja acuan sistem-lingkungan.

    Dengan demikian baik Kalor lepas dan Kalor terima dalam persamaan Asa Black prinsipnya hanya akan disimbolkan pada Qlepas dan Qterima akan bertanda positif karena prinsipnya kalor selalu mengalir dari benda bersuhu tinggi ke rendah.

    Qlepas = Qterima makna fisi dari persamaan ini adalah dua kejadian yang terjadi secara bersamaan dengan masing-masing tinjauan berdasarkan suhunya.