MAKALAH PENERAPAN TERMODINAMIKA PADA TERMOS PDF

Preview

Summary

MAKALAH PENERAPAN TERMODINAMIKA PADA TERMOS Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Termodinamika Dosen Pengampu : Drs. Harto Nuroso, M.Pd. Disusun Oleh : 1. Yuni Setyowati (15330012) 2. Okta Trikistiyana Novitasari (15330018) 3. Rebti Fitria Febriani (15330021) 4. Ani Qotul Ulya (15330027) FAKULTA...

Description

MAKALAH PENERAPAN TERMODINAMIKA PADA TERMOS Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Termodinamika

Dosen Pengampu :

Drs. Harto Nuroso, M.Pd. Disusun Oleh : 1. Yuni Setyowati

(15330012)

2. Okta Trikistiyana Novitasari

(15330018)

3. Rebti Fitria Febriani

(15330021)

4. Ani Qotul Ulya

(15330027)

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA, ILMU PENGETAHUAN ALAM DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS PGRI SEMARANG 2017

KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaikan tugas makalah Aplikasi Termodinamika pada Termos. Makalah ini disusun berdasarkan silabi dengan mengambil materi dari beberapa referensi. Makalah ini kami tunjukan kepada dosen pengampu mata kuliah Drs. Harto Nuroso, M.Pd khsusnya dan pembaca makalah pada umumnya, guna memenuhi nilai tugas mata kuliah Termodinamika. Pada system penyajian materi dalam makalah ini diharapkan dapat diterima oleh pembaca sebagai penstimulasi untuk lebih mendalami materi Aplikasi Termodinamika pada Termos. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan demi perbaikan makalah ini dimasa mendatang. Kami mengucapkan terima kasih kepada pihak – pihak yang telah membantu selama proses penyusunan makalah ini.

Semarang, 20 November 2017

Penyusun

i

DAFTAR ISI 1. KATA PENGANTAR.......................................................................................................i 2. DAFTAR ISI....................................................................................................................ii 3. DAFTAR GAMBAR........................................................................................................iii 4. BAB II PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG...............................................................................................1 1.2 RUMUSAN MASALAH...........................................................................................1 1.3 TUJUAN....................................................................................................................2 1.4 MANFAAT................................................................................................................2 5. BAB II PEMBAHASAAN A. Sejarah Penemuan Termos............................................................................................3 B. Bagian – Bagaian Termos.............................................................................................4 C. Prinsip Kerja Termos....................................................................................................7 6. BAB III PENUTUP A. Kesimpulan....................................................................................................................8 B. Saran..............................................................................................................................9 7. DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................10

ii

DAFTAR GAMBAR 1. Gambar 2.1 Bagian – Bagaian Termos...............................................................................4 2. Gambar 2.2 Prinsip Kerja Termos.......................................................................................7 3. Gambar 2.3 Bahan Termos..................................................................................................7

iii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kalor atau panas adalah energi yang berpindah dari satu benda ke benda lain karena perbedaan temperatur. Secara umum, kita sering membicarakan aliran kalor-kalor mengalir dari kompor ke ketel kopi, dari api unggun ke kulit manusia, dari matahari ke bumi, dari mulut seseorang ke termometer demam. Dari berbagai fenomena tersebut dapat disimpulkan bahwa panas atau kalor dapat berpindah dari benda satu ke benda lain, dimana perpindahannya yaitu dari benda yang memiliki kalor tinggi ke benda dengan kalor yang lebih rendah. Dalam abad ke-17, para ilmuwan percaya pada teori ahli atom asal Yunani bahwa panas adalah merupakan wujud gerakan molekuler. Selanjutnya, dikembangkan metodemetode untuk mengukur jumlah panas yang keluar dan masuk ke dalam sebuah benda secara kuantitatif. Metode ini menjelaskan bahwa ketika dua benda yang mengalami kontak termis, maka jumlah panas yang meninggalkan satu benda akan sama dengan jumlah panas yang diterima benda lainnya. Penemuan ini mendukung teori bahwa panas adalah zat materi yang kekal, dimana zat materi ini tidak dapat diciptakan atau pun dimusnahkan namun hanya mengalir dari benda satu ke benda yang lain. Selanjutnya, pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum I Termodinamika. Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat melihat berbagai alat yang menerapkan teori kalor dantermodinamika, salah satunya adalah termos. Termos mampu mempertahankan temperatur air yang berada di dalamnya dalam waktu yang cukup lama. Bagimana hal ini bisa terjadi? Apa sajakah bagian-bagian termos sehingga mampu membuat benda di dalamnya memiliki temperatur tetap? Bagaimanakah penjelasannya berdasarkan ilmu fisika?

1.2 Rumusan Masalah a. Bagaimanakah sejarah penemuan termos dalam perkembangan teori tentang kalor? b. Apa saja bagian-bagian dari termos dan bagaimanakah fungsinya? c. Bagaimana prinsip kerja termos berdasarkan teori tentang kalor? d. Bagaimanakah

kaitan

antara

prinsip

termodinamika? 1

kerja

termos

dengan

hukum-hukum

1.3 Tujuan a. Mengetahui sejarah penemuan termos berdasarkan perkembangan teori kalor. b. Mengetahui bagian-bagian dari termos. c. Mengetahui prinsip kerja dari termos. d. Mengetahui

hubungan

antar

prinsip

kerja

termos

dengan

hukum-hukum

termodinamika. 1.4 Manfaat a. Memenuhi tugas mata kuliah termodinamika yang diberikan oleh Bapak Harto Nuroso. b. Memperluas pengetahuan tim penulis dan pembaca makalah ini. c. Meningkatkan kerjasama tim penulis dalam pembuatan makalah ini.

2

BAB II PEMBAHASAN

A. Sejarah PenemuanTermos Termos adalah sebuah botol yg diberi dinding dalam rangkap yang dirancang membentuk seperti kaca dengan bahan mengkilap yang dapat menyimpan cairanagar tetap memiliki suhu seperti semula. Termos biasa digunakan untuk menyimpan air panas. Dengan dinding dalam termos yang dirancang seperti kaca, maka kalor yang terdapat pada air panas tersebut tidak bisa berpindah dengan cepat. Dengan kata lain, radiasi panas yang dipancarkan oleh air mendidih ini tadi dapat ditahan oleh dinding dalam termos yang terbuat dari bahan mengkilap ini. Dengan demikian, air panas tersebut dapat bertahan dalam termos ini dalam beberapa hari. Termos pertama kali diciptakan tahun 1902 oleh James Dewar. Pada saat itu,James Dewar menghadapi masalah menyangkut minuman untuk bayinya. Ia ingin bayinya selalu meminum susu yang masih hangat. Akan tetapi, mempertahankan susu agar hangat dalam waktu lama merupakan masalah sulit pada waktu itu. Akhirnya, James Dewar mengatasi masalah itu dengan menciptakan botol vakum. Botol vakum merupakan wadah dari kaca berdinding ganda dengan ruang di antara dindingnya dikosongkan dan ditutup rapat untuk mencegah agar panas tidak menjalar. Sementara dinding sebelah dalam botol tersebut dilapisi perak untuk mempertahankan panas. Botol vakum itulah yang kemudian menjadi cikal bakal lahirnya termos. Meski botol vakum ciptaan James Dewar mampu mempertahankan temperatur isinya sehingga tetap panas hingga beberapa jam, namun ibu mertuanya meragukan hal itu. Oleh karena itu, si ibu mertua kemudian membuat rajutan wol yang ditujukan untuk menutup atau menyelimuti botol vakum itu sehingga kekuatannya dalam mempertahankan panas lebih mumpuni. Penutup yang diselimutkan pada botol vakum itu kemudian menjadi cikal bakal penutup serupa yang sampai sekarang masih banyak digunakan orang untuk menutup teko-teko teh dengan tujuan untuk mempertahankan temperatur panas pada

3

teko. Sementara botol vakum buatan James Dewar dan penutup wol buatan mertuanya sampai sekarang dapat dilihat di Museum Ilmu Pengetahuan, di London.

B. Bagian-bagianTermos Mungkin orang banaykmenggunakantermossebagaibwadahmenyimpang air panasdenganjangkawaktu

yang

cukup

lama,

tetapikebanyakan

orang

belummengertiapasajabagian-bagiandaritermositusendiri. Berikutiniakandijelaskanapasajabagian-bagiantermos : 1. Tutup Sumbat Termos

Gambar 2.1

Bagian pertama dari termos adalah tutup sumbat termos. Biasanya terletak di bagian paling atas selain berfungsi untuk menutup termos setelah isi dengan air panas. Ternyata tutup sumbat tersebut juga berfungsi untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi. 2. Dinding Dalam Kaca

Gambar 2.1 4

Mungkin banyak di antara kita yang tidak memperhatikan bahwa di dalam termos terdapat dinding kaca. Adapun fungsi dari bagian ini adalah untuk mencegah perpindahan kalor dari air panas agar tidak diserap oleh dinding. 3. Dinding Luar Kaca

Gambar 2.1

Selain dinding dalam kaca, ternyata ada juga bagian dinding luar kaca yang berfungsi untuk mencegah perpindahan kalor secara radiasi. 4. Ruang Hampa Udara (Vakum)

Gambar 2.1

Bagian selanjutnya yaitu ruang hampa udara (Vakum). Bagian ini terletak di tengah dalam termos. Fungsi dari bagian ini adalah untuk membatasi kemungkinan panas hilang dari dalam atau masuk ke dalam termos dengan konveksi

5

5. Dinding Pelingdung Kaca

Gambar 2.1

Bagian selanjutnya yaitu dinding pelindung kaca. Terletak di bagian luar termos dan berfungsi sebagai isolator antara tabung kaca dengan udara sekitar termos tersebut. 6.

Karet Penahan Kaca

Gambar 2.1

Bagian terakhir dari termos yaitu karet penahan kaca, bagian ini terdapat paling bawah dari desain termos. Bagian tersebut berfungsi untuk menjaga posisi botol (kaca) agar tetap berada di tempatnya (tidak berubah). Seperti yang diketahu bahwa termos itu terbuat dari kaca yang berdinding rangkap, di antara dinding tersebutlah dibuat hampa udara. Selain itu, salah satu dindingnya dilapisi oleh lapisan perak yang berfungsi untuk menahan

6

kalor dari air panas tersebut agar tidak diserap oleh dinding dan agar tidak terjadi perpindahan kalor secara radiasi.

C. Prinsip Kerja Termos

Gambar 2.2

Termos terbuat dari campuran alumunium, kaca, plastik, dan gabus. Bagian dalam termos terbuat dari alumunium yang dilapisikaca. Bahan ini merupakan jenis konduktor yang cukup baik. Bagian luar termos terbuat dari plastik dan gabus. Tujuannya adalah menjaga suhu dalam termos supaya tetap. Gabus dan plastik adalah isolator panas. Ada juga termos yang menggunakan ruang hampa udara di dalamnya, ruang hampa udara ini juga berfungsi sebagai isolator panas. Termos yang tertutup rapat hingga hampa udara mampu menjaga suhu air. Prinsip kerja termos panas maupun dingin adalah sama.

Gambar 2.1

7

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan 1. Termosditemukanoleh James Dewar padatahun 1902. James Dewar ingin bayinya selalu meminum susu yang masih hangat. Sehingga, James Dewar menciptakan botol vakum. Botol vakum merupakan wadah dari kaca berdinding ganda dengan ruang di antara dindingnya dikosongkan dan ditutup rapat untuk mencegah agar panas tidak menjalar. Sementara dinding sebelah dalam botol tersebut dilapisi perak untuk mempertahankan panas. Botol vakum itulah yang kemudian menjadi cikal bakal lahirnya termos. 2. Bagian-Bagian Termos Tutup Sumbat Termos = Mencegah perpindahan kalor secara konduksi. Dinding Dalam Kaca = Mencegah perpindahan kalor dari air panas agar tidak diserap oleh dinding. Dinding Luar Kaca = Mencegah perpindahan kalor secara radiasi. Ruang Hampa Udara (Vakum) = Membatasi kemungkinan panas hilang dari dalam atau masuk ke dalam termos dengan konveksi. Dinding Pelingdung Kaca = Sebagai isolator antara tabung kaca dengan udara sekitar. Karet Penahan Kaca = Menjaga posisi botol (kaca) tetap ditempatnya. 3. Prinsip

kerjanya termos

air

adalah

sebagai isolator atau

pencegah

berpindahnya panas dari air keudara luar. Termos menggunakan bahan yang bersifat adiabatik yang secara ideal menghambat atau tidak memungkinkan terjadinya interaksi antara sistem dengan lingkungan, tidak ada perpindahan kalor antara sistem dalam termos dengan lingkungannya. Akibatnya tidak terjadi pertukaran temperatur. Sehingga termos mampu mempertahankan suhu air yang berada di dalamnya. Dan suhu air tidak terkontaminasi dengan suhu lingkungannya. 4. Hukum yang berhubungan dengan prinsip kerja termos air adalah hukum yang pertama

yaitu

pada

proses

adiabatic,

karenapada

proses

adiabatic

tidakadakalor yang masuk (diserap) ataupunkeluar (dilepaskan) oleh system (𝒬 = 0). Dengan demikian usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan 8

energi dalamnya (𝑊 = ∆𝑈), sehingga tidak memungkinkan terjadinya interaksiantara system denganlingkungan, tidak ada perpindahan kalor antara system dalam termos dengan lingkungannya.

B. Saran Penulis sangat mengharapkan untuk kedepannya makin banyak ditemukan alat-alat yang berguna bagi kehidupan sehari-hari manusia yang memakai konsepkonsep fisika, khususnya konsep “termodinamika”.

9

DAFTAR PUSTAKA http://hermaliasari.blogspot.co.id/2015/03/prinsip-kerja-termos.html http://petir-fenomenal.blogspot.co.id/2014/01/prinsip-kerja-termos.html http://termo-dian.blogspot.co.id/2015/03/cara-kerja-termos-pada-penerapan.html http://www.gurupendidikan.co.id/termodinamika-pengertian-prinsip-sistem-hukum-danrumus-beserta-contoh-soalnya-lengkap/ http://www.infoyunik.com/2016/07/ternyata-inilah-fungsi-bagian-termos.html

10...