sejarah termodinamika

Diajukan untuk Memenuhi Mata Kuliah Termodinamika

"Sejarah Termodinamika"

Nama : Kenny Rahmadani P

Nim : 06121411027

Prodi : Pendidikan Fisika 2012

Dosen Pengasuh : Apit Fathurrohman S.Pd,M.Si

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA 

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2014

 

A. Pengertian Termodinamika 

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = ‘panas’ and dynamic = ‘perubahan’) adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal. 

 Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah “termodinamika” biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. 

 Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekarang ini tentang termodinamika benda hitam. 

B. Hukum-Hukum Dasar Termodinamika 

a) Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamik yang menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya. 

b) Hukum Pertama Termodinamik ada keterkaitan dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem. 

c) Hukum kedua Termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya. 

d) Hukum ketiga Termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol. 

C. Sejarah Termodinamika 

1. Abad ke 5 SM filsuf Yunani Parmenides, dalam karyanya hanya dikenal, puisi konvensional berjudul On Nature, menggunakan penalaran verbal untuk mendalilkan bahwa kekosongan, pada dasarnya apa yang sekarang dikenal sebagai vakum, di alam tidak bisa terjadi. Pandangan ini didukung oleh argumen-argumen Aristoteles, tetapi dikritik oleh Leucippus dan Hero dari Alexandria. Dari dulu sampai Abad Pertengahan berbagai argumen dikemukakan untuk membuktikan atau menolak adanya vakum dan beberapa usaha dilakukan untuk membangun vakum tapi semua terbukti berhasil.

2. 350 SM Aristoteles Adalah orang yang pertama kali melakukan percobaan tentang panas. Dia mengatakan bahwa panas adalah bagian dari materi atau materi tersusun dari panas Penalaran yang dilakukan oleh Aristoteles. 

3. Tahun 1593 Galileo Galile meneruskan percobaan Aristoteles yang menganggap bahwa panas adalah sesuatu yang dapat diukur dengan penemuannya berupa termometer air. 

4. Tahun 1600 an , filsuf Inggris Francis Bacon dan ilmuwan menduga: "Panas itu sendiri, esensi dan hakekat adalah gerak dan tidak ada lagi." 

5. Tahun 1643, Galileo Galilei, sementara umumnya menerima menyedot penjelasan horor vacui diusulkan oleh Aristoteles, percaya bahwa alam vakum-kebencian terbatas. Pompa beroperasi di tambang sudah membuktikan bahwa alam hanya akan mengisi vakum dengan air sampai ketinggian 30 kaki. Mengetahui fakta ini penasaran, Galileo mendorong bekas muridnya Evangelista Torricelli untuk menyelidiki keterbatasan ini seharusnya. Torricelli tidak percaya bahwa vakum-kebencian (Horror vacui) dalam arti perspektif 'menghisap' Aristoteles, bertanggung jawab untuk meningkatkan air. Sebaliknya, ia beralasan, itu adalah hasil dari tekanan yang diberikan pada cairan oleh udara sekitarnya. Untuk membuktikan teori ini, ia mengisi sebuah tabung kaca panjang (tertutup di salah satu ujung) dengan merkuri dan terjungkal ke dalam piring juga mengandung merkuri. Hanya sebagian tabung kosong (seperti yang ditunjukkan berdekatan) sekitar 30 inci cairan tetap. Seperti merkuri dikosongkan, dan vakum yang telah dibuat di bagian atas tabung. Ini, vakum buatan manusia pertama, efektif menyangkal teori 'menghisap' Aristoteles dan menegaskan adanya kekosongan di alam. 

6. Tahun 1650 Otto von Guericke menemukan pompa vakum pertama didunia digunakan untuk menyanggah Aristoteles bahwa 'alam membenci kekosongan'. Penemuannya tentang Tekanan udara dan vakum pada pompa vakum terdiri dari piston dan silinder pistol udara dengan dua arah flaps dirancang untuk menarik udara keluar dari kapal itu pun terhubung ke, dan digunakan untuk menyelidiki sifat vakum dalam banyak percobaan. Pompa ini dijelaskan dalam Bab II dan III dari Buku III dari Nova.Guericke Experimenta menunjukkan kekuatan tekanan udara dengan percobaan dramatis. Dengan eksperimen Guericke menyangkal hipotesis "horor vacui", alam yang membenci kekosongan, yang selama berabad-abad dijunjung tinggi oleh filsuf dan ilmuwan sebagai aprinciple alam. 

7. Tahun 1654 Regensburg melakukan percobaan pertama ia secara eksplisit catatan sebagai telah ditunjukkan adalah menghancurkan kapal non-bulat seperti udara tersebut ditarik dari itu. Dia tidak menggunakan pompa vakum secara langsung di kapal, tetapi diperbolehkan udara di dalamnya untuk memperluas ke penerima yang sebelumnya dievakuasi. Yang kedua adalah sebuah percobaan di mana sejumlah pria terbukti mampu menarik piston kedap udara hanya sekitar setengah jalan sampai sebuah kapal tembaga silinder. 

8. Tahun 1656 ahli fisika Inggris dan kimiawan Robert Boyle telah belajar desain Guericke dan, pada dalam koordinasi dengan ilmuwan Inggris Robert Hooke, Membangun sebuah pompa udara. Menggunakan pompa ini, Boyle dan Hooke melihat korelasi antara tekanan, suhu, dan volume. Dalam waktu Hukum Boyle dirumuskan, yang menyatakan bahwa tekanan dan volume berbanding terbalik. 

9. Tahun 1679, Boyle Denis Papin membangun sebuah digester uap, yang merupakan bejana tertutup dengan tutup erat pas bahwa uap terbatas sampai tekanan tinggi yang dihasilkan. Dst.

D. Tokoh Ilmuwan Penemu Termodinamika 

1. Benjamin Thompson Benjamin Thompson atau 'Count Rumford' (1753 – 1814) adalah penemu, ilmuwan, negarawan, dan tentara terkenal kelahiran Amerika. Benjamin Thompson dilahirkan di Woburn Utara, Massachusetts pada tanggal 26 Maret 1753 beragama Anglican. Ayahnya adalah seorang petani dan meninggal ketika Benjamin Thompson berumur 2 tahun. Ibunya, Ruth Simonds menikah lagi dengan Josiah Pierce pada bulan Maret 1976. 

Sekitar tahun 1975, Benjamin Thompson meneliti tentang gaya pada bubuk mesiudan 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 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 itu tak 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, serta mengembangkan cerobong asap dan tungku perapian yang ada. 

2. Jacobus Henricus van 't Hoff Jacobus Henricus van 't Hoff adalah kimiawan fisika dan organik Belanda dan pemenang Penghargaan Nobel dalam Kimia pada 1901 Penelitiannya pada kinetika kimia, kesetimbangan kimia, tekanan osmotik dan kristalografi diakui sebagai hasil karya utamanya. Jacobus juga mendirikan bidang ilmu kimia fisika, ia juga dianggap sebagai salah satu kimiawan terbesar sepanjang masa bersama kimiawan Perancis Antoine Lavoisier, Louis Pasteur dan ahli kimia Jerman Friedrich Wöhler. Ia lahir di Rotterdam, Belanda 30 Agustus 1852, anak ke-3 dari 7 bersaudara Jacobus Henricus van 't Hoff, seorang dokter dan Alida Jacoba Kolff. Pada 1869 memasuki Universitas Teknologi Delft dan menerima gelar diploma dalam teknologi pada 1871. 

Pada 1884, sejak terbitnya Études de Dynamique chimique (Kajian mengenai Dinamika Kimia), ia memasuki bidang kimia fisika untuk pertama kali. Sumbangan besarnya ialah mengenai pengembangan hukum termodinamika umum pada hubungan antara perubahan tekanan dan pemindahan kesetimbangan sebagai akibat variasi suhu. Pada volume tetap kesetimbangan dalam sebuah sistem akan cenderung berubah dalam arah untuk melawan perubahan suhu yang ditentukan pada sistem ini. Penurunan suhu menyebabkan lepasnya panas dan menaikkan suhu menyebabkan penyerapan panas. Asas kesetimbangan bergerak ini digeneralisasi 1885 oleh Henri Louis le Chatelier yang memperluas dengan perubahan volume untuk perubahan tekanan yang dipaksakan; ini dikenal sebagai asas van 't Hoff-Le Chatelier. Di tahun 1885 L'Équilibre chimique dans les Systèmes gazeux ou dissous à I'État dilué (Kesetimbangan Kimia dalam Sistem Gas atau Larutan yang Ditambah Air). Di sinilah ia menunjukkan bahwa "tekanan osmotik" dalam larutan yang dicairkan secukupnya sebanding terhadap konsentrasi dan temperatur penuh agar tekanan ini bisa diwakili dengan rumus yang hanya menyimpang dari rumus tersebut untuk tekanan gas yang dilambangkan dengan i. Ia menentukan nilai i dengan sejumlah cara, sebagai contoh dengan menggunakan tekanan uap dan hukum Raoult pada penurunan titik beku. Demikian van 't Hoff bisa membuktikan bahwa hukum termodinamika tak hanya sah buat gas, namun juga buat larutan cair. Hukum tekanannya, yang diberikan keabsahan umum oleh teori disosiasi elektrolisis Arrhenius (1884-1887). 

3. Rudolf Julius Emanuel Clausius Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822-1888) adalah ahli fisika matematik Jerman, penemu Hukum Termodinamika II, penemu entropi, penemu teori elektorolisis, doktor, guru besar, dan pengarang. Ia lahir di Koslin, Prusia, sekarang di Koszalin, Polandia, pada tanggal 2 Januari 1922 dan meninggal di Bonn tanggal 24 Agustus 1888, sekarang di Jerman pada umur 66 tahun. 

Ia menerapkan matematika untuk membuat teori yang dapat menjelaskan. Hasil pengamatan dan exprimen orang lain. Pada tahun 1850 ia membuat karya tulis yang mengungkapkan penemuannya, ialah hukum termodinamika II dan entropi termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari energi dan semua bentuk perubahanya terutama menganai hubungan panas dan kerja. Hukum termodinamika II berbunyi “Panas tidak dapat dengan sendirinya berpindah dari badan yang lebih dingin ke badan yang lebih panas”. Di alam semesta terjadi decara terus – menerus perpindahan panas atau energi dari badan angkasa yang panas ke badan angkasa yang dingin. Maka berabad-abad kemudian semua panas atau energi akan terbagi merata keseluruh bagian alam semesta. Keadaan seimbang ini disebut entropi. Ini berati dunia kiamat, karena semua gerak dan kehidupan berhenti.Clasius juga mengemukakan teori elektrolisis atau elektrolisa, ialah penguraian zat cair denga aliran listrik searah. Para ilmuan sebelumnya berpendapat bahwa dalam entrolisis, air terurai menjadi hidrogen dan oksigen karena gaya listrik. Tapi Clasius berpendapat bahwa atom-atom molekul selalu bertukar. Gaya listrik hanya megarahkan pertukaran itu. 

Kesimpulan 

1. Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = ‘panas’ and dynamic = ‘perubahan’) adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. 

Tugas Mata kuliah Termodinamika PPs UM 2011 Page | 13 

2. Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu: • Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika • Hukum Pertama Termodinamika • Hukum kedua Termodinamika • Hukum ketiga Termodinamika 

3. Orang yang pertama kali melakukannya adalah Aristoteles (350 SM). Dia mengatakan bahwa panas adalah bagian dari materi atau materi tersusun dari panas.Penalaran yang dilakukan oleh Aristoteles diteruskan oleh Galileo Galilei (1593) yang menganggap bahwa panas adalah sesuatu yang dapat diukur dengan penemuannya berupa termometer air. Beberapa abad setelahnya Sir Humphrey Davy dan Count Rumford (1799) menegaskan bahwa panas adalah sesuatu yang mengalir. Pada tahun 1778, Thomas Alfa Edison memperkenalkan mesin uap pertama yang mengkonvesi panas menjadi kerja mekanik. Mesin tersebut disempurnakan oleh Sardi Carnot (1824). Pada tahun 1845, James P. Joule menyimpulkan bahwa panas dan kerja adalah dua bentuk energi yang satu sama lain dapat dikonversi. Kesimpulan ini didukung pula oleh Rudolf Clausius, Lord Kelvin (William Thomson), Helmhozt, dan Robert Mayer. Selanjutnya, para ilmuwan ini merumuskan hukum pertama termodinamika (1850). Setahun sebelumnya, Lord Kelvin telah memperkenalkan istilah termodinamika melalui makalahnya: An Account of Carnot’s Theory of the Motive Power of Heat. Buku pertama tentang termodinamika ditulis oleh William Rankine pada tahun 1859. Pada tahun 1906 Giauque dan W. Nernst merumuskan hukum ketiga termodinamika. 

DAFTAR PUSTAKA 

Halliday-Resnick.1990.Fisika. Alih Bahasa Silaban-Sucipto. Erlangga, Jakarta. http://www.fisika-indonesia.co.cc/2010/07/termodinamika.html http://allinkblog.wordpress.com/2010/01/02/peristiwa-peristiwa-penting-perkembangan-termodinamika/ http://tokoh-ilmuwan-penemu.blogspot.com/2010/02/ilmuwan-kimia-fisika-belanda.html http://www.mustofaabihamid.blogspot.com Mustofa Abi Hamid Physics Education ’09 University of Lampung (Unila) Address : BPH Al-Wasi’I Lantai Dasar Masjid Al-Wasi’i Jln. Soemantri Brojonegoro no.13 Gedung Meneng Bandarlampung Post Code : 35145 HP : 0856.6666.090, 857.6837.3366 , 0897.6126.033 ,Ph : (0721) 783044 ,e-mail :abi.sma4@gmail.com  

untuk mendownload :

https://physicssma5bpp.files.wordpress.com/2011/11/sejarah-termodinamika.pdf