Prinsip-prinsip Gas Ideal dalam Sistem Pernafasan Manusia

Penurunan Persamaan Gas Ideal

Perhatikan sejenis gas ideal yang terdapat dalam suatu bejana silinder di bawah ini. Volume gas ideal ini dapat diubah dengan menggerakkan piston ke atas dan ke bawah. Anggap bahwa bejana tidak bocor sehingga massa atau banyak mol gas itu tetap. Persamaan keadaan gas ideal kita peroleh dengan dua cara berikut.

Cara pertama, suhu gas dijaga tetap dan volume diubah-ubah dengan menggerakkan piston. Misalnya tekanan gas mula-mula P0 dan volume gas mula-mula V0. Jika piston digerakkan ke bawah hingga volume gas berkurang menjadi V0, ternyata tekanan gas bertambah menjadi 2P0. Jika piston tersebut digerakkan ke bawah sehingga volume gas berkurang menjadi V0, ternyata tekanan gas bertambah menjadi 4 P0. Hasil ini dapat disimpulkan oleh pernyataan berikut.

           

Jika suhu gas yang berada dalam bejana tertutup (tidak bocor) dijaga tetap, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volume

PV    = Tetap

P1V1 = P2V2

Hukum Boyle

Pernyataan tersebut pertama kali dinyatakan oleh Robert Boyle pada tahun 1666, sehingga disebut Hukum Boyle.

Cara kedua, tekanan gas dijaga tetap dan volume gas diubah-ubah menggerakkan piston. Diasumsikan suhu mutlak gas mula-mula T0 dan volume gas mula-mula V0. Bila piston digerakkan ke atas sehingga volume gas bertambah menjadi 2V0, ternyata suhu mutlak gas bertambah menjadi 2T0. Bila piston terus digerakkan ke atas sehingga volume gas bertambah menjadi 4V0, ternyata suhu mutlak gas bertambah menjadi 4T0. Hasil ini disimpulkan dengan pernyataan berikut.

Jika tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup (tidak bocor) dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya

(V/T) = Tetap

V1/T1 = V2/T2

Hukum Charles-Gay Lussac

            Persamaan dinyatakan pertama kali oleh Jacques Charles (1747-1823) dan Joseph Gay Lussac (1778-1805), dan disebut Hukum Charles-Gay Lussac. Data suhu gas lebih sering dinyatakan dalam to C. Suhu mutlak gas T yang dinyatakan dalam satuan Kelvin dihitung dengan persamaan

T = t +173

Sekarang kita dapat menyatakan persamaan gas ideal yang memenuhi Hukum Boyle dan Charles Gay-Lussac

(PV/T) = Tetap

(P1V1)/T1 = (P2V2)/T2

 Persamaan Boyle-Gay Lussac

Jika suhu mutlak T tetap, dihasilkan PV = tetap. Jika tekanan P tetap, dihasilkan (V/T)tetap. Jika massa atau mol gas diubah, misal kita menggandakan mol gas, n, dengan menjaga tekanan dan suhu tetap, ternyata dihasilkan volume (V) yang ganda (lipat dua) juga. Karena itu, kita boleh menulis bilangan tetap di ruas kanan persamaan Boyle-Gay Lussac nR, dengan R diperoleh dari percobaan, dan kita memperoleh persamaan umum yang berlaku untuk gas ideal, yang disebut persamaan gas ideal.

Persamaan Gas Ideal

PV = nRT

Aplikasi Persamaan Keadaan Gas Ideal pada Pernapasan

Ketika Anda menarik napas, otot-otot mengembangkan dinding dada Anda dan menarik diafragma ke bawah, membiarkan paru-paru yang elastis mengembang (volume udara bertambah) menyebabkan tekanan di dalam paru-paru kira-kira 10 torr (1 torr = 1 mmHg) di bawah tekanan atmosfer. Tekanan dalam paru-paru yang lebih kecil daripada tekanan atmosfer (tekanan udara luar) menyebabkan udara dari luar memasuki paru-paru. Ketika otot relaks, jaringan paru-paru yang tadinya kencang karena ditarik diafragma juga ikut relaks. Diafragma bergerak ke atas dan paru-paru mengempis. Paru-paru mengempis menaikkan tekanan udara di dalam paru-paru, sehingga udara dari paru-paru keluar.

Saat Anda menarik napas, paru-paru mengembang, volume membesar, dan tekanan udara dalam paru-paru berada di bawah tekanan atmosfer. Saat menghembuskan napas paru-paru mengempis, volume mengecil, dan tekanan udara dalam paru-paru meningkat.

sumber : http://dianafisikaupi.wordpress.com/

Mengapa ada Fatamorgana?? ---Pembiasan Cahaya----

Fatamorgana itu kayak ketika kita lihat sesuatu yang kita pengen, kita deketin eh dia malah ngilang(gak beneran ada) sakitnya tuh disini... mamah...:D *sory kalau gak nyambung

Monggo baca ini aja deh... 

             Ketika sedang menaiki kendaraan yang melewati suatu jalan yang beraspal pada siang hari, mungkin kita pernah mengalami melihat suatu genangan air pada jalan raya didepan kita. Akan tetapi ketika tiba di lokasi dimana kita memperkirakan melihat genangan air, disana tidak ada air yang tergenang. Tampilnya genangan air khayal tersebut adalah suatu jenis fatamorgana. Fatamorgana adalah sebuah fenomena yang terjadi dimana tampak gambar suatu objek yang sebenarnya tidak ada disitu, yang dihasilkan karena adanya pembiasan cahaya matahari oleh atmosfer. Pembiasan cahaya dapat terjadi ketika cahaya bergerak melalui satu jenis material ke material lainnya yang memiliki kerapatan berbeda.

          Fatamorgana ini terjadi karena permukaan jalan mendapat sinar matahari dengan intensitas kuat, sehingga ada perbedaan suhu udara yang cukup besar di dekat permukaan jalan. Di dekat permukaan jalan aspal yang panas terdapat lapisan udara dingin. Lapisan udara yang lebih dingin memiliki kerapatan lebih besar dari pada lapisan udara yang lebih panas. Oleh karena itu, sinar matahari yang datang dari lapisan udara dingin menuju ke lapisan udara panas akan dibiaskan menjauhi garis normal.

            Seberkas cahaya dari langit yang bergerak dari lapisan udara dingin ke lapisan udara hangat dan lapisan udara panas secara berangsur dibiaskan menjauhi garis normal, sehingga akhirnya dibelokkan ke atas ketika cahaya tersebut memasuki lapisan udara panas di dekat permukaan jalan. Cahaya ini dibiaskan ke mata seakan-akan cahaya ini datang dari permukaan jalan atau bahkan dari bawah jalan. Karena itulah, mata kita melihat bayangan langit ini seperti genangan air di jalan beraspal di depan kita.

Jenis Fatamorgana

            Ada dua jenis fatamorgana, yaitu fatamorgana inferior dan fatamorgana superior. Fatamorgana inferior merupakan jenis dari fatamorgana yang paling umum terjadi. Dalam sebuah fatamorgana inferior, sebuah objek tampak hadir seolah-olah baik objek sebenarnya maupun refleksinya berada di dalam genangan air. Hal ini dapat terjadi karena ketika tanah sangat panas, panas akan diradiasikan keluar dari dalam tanah dan menghangatkan udara yang berada tepat di atasnya. Ketika cahaya melewati udara dingin di atas dan masuk ke dalam udara yang lebih hangat di bawahnya, cahaya tersebut akan dibelokkan. Fatamorgana Inferior biasanya terlihat di jalan beraspal selama hari-hari yang panas dan cerah, dan sering terlihat seperti genangan air di permukaan jalan tersebut.

            Sedangkan fatamorgana superior biasanya muncul di atas cakrawala, karena udara dingin terletak di bawah udara hangat. Biasanya muncul di atas es atau air yang sangat dingin. Dalam jenis fatamorgana ini, objek tampak jauh lebih tinggi daripada posisi aslinya. Contoh dari jenis fatamorgana ini adalah gambaran pulau melayang yang biasa dilihat oleh para pelaut. Fatamorgana superior paling sering terlihat di daerah kutub karena disana terdapat sejumlah besar es dan air yang sangat dingin. Kita juga sering dapat mengamati fatamorgana jenis ini saat matahari sedang terbenam di cakrawala, dimana matahari muncul di atas posisi yang sebenarnya dan bahkan kadang-kadang berada dalam posisi terbalik.

Sumber:http://physicsneverdie.blogspot.com/2012/11/mengapa-kita-melihat-fatamorgana.html#more

Mengapa pesawat bisa terbang?

          Siapa tau? Mengapa pesawat bisa terbang??? ayo angkat tangan...:) yang gak tau gak apa-apa deh, nih monggo  dibaca... moga yang baca bisa naik pesawat ntar kita jalan-jalan ke hongkong...:) Aminn o:)

              Pesawat bisa terbang karena ada momentum dari dorongan horizontal mesin pesawat (Engine), kemudian dorongan engine tersebut akan menimbulkan perbedaan kecepatan aliran udara dibawah dan diatas sayap pesawat . Kecepatan udara diatas sayap akan lebih besar dari dibawah sayap di karenakan jarak tempuh lapisan udara yang mengalir di atas sayap lebih besar dari pada jarak tempuh di bawah sayap, waktu tempuh lapisan udara yang melalui atas sayap dan di bawah sayap adalah sama . Menurut hukum Bernoulli , kecepatan udara besar menimbulkan tekanan udara yang kecil . Sehingga tekanan udara di bawah sayap menjadi lebih besar dari sayap pesawat bagian atas. Sehingga akan timbul gaya angkat (Lift) yang menjadikan pesawat itu bisa terbang.

            Pada awalnya manusia menganggap bahwa untuk bisa terbang maka kita harus melakukannya sebagaimana burung terbang. Para penemu pesawat, yang pertama kali menciptakan pesawat, diilhami oleh burung yang terbang dengan mengepakkan sayapnya. Maka pesawat juga diberi sayap. Tapi, sayap pesawat bukan berarti untuk dikepak-kepakkan seperti sayap burung.

            Kegunaan sayap pada pesawat adalah untuk membuat perbedaan kecepatan angin di atas badan pesawat dan di bawah badan pesawat. Kecepatan angin di atas badan pesawat lebih cepat daripada kecepatan angin di bawah. Pesawat pada saat terbang akan menghadapi beberapa hambatan, diantaranya hambatan udara, hambatan karena berat badan pesawat itu sendiri, dan hambatan pada saat menabrak awan. Oleh karena itu, pesawat terbang dirancang sedemikian rupa sehingga hambatan udaranya sekecil mungkin.
            Selama penerbangan, ada empat gaya yang bekerja. Pertama, yaitu gaya angkat atau gaya ke atas. Kedua, gaya berat atau gaya ke bawah. Ketiga, gaya maju/ gaya dorong. Dan keempat, gaya ke belakang/ gaya hambatan. Nah, gaya angkat dan gaya maju/ gaya dorong merupakan gaya kunci untuk penerbangan. Kedua gaya itu diperhitungkan untuk mengatasi gaya berat dan gaya ke belakang/ gaya hambatan. Gaya maju ini menarik pesawat ke arah depan. Gaya maju ini diperoleh dari putaran baling-baling mesin atau dorongan mesin jet. Nah, karena adanya gaya-gaya ini akhirnya pesawat dapat terbang.

Sumber: http://physicsneverdie.blogspot.com/2012/12/mengapa-pesawat-bisa-terbang.html

Mengapa lebih dulu kilat terlihat kemudian terdengar bunyi guntur?

Mengapa Terlebih Dahulu Melihat Kilat Kemudian Baru Mendengar Bunyi Guntur?

            Peristiwa terjadinya petir diawali dengan terbentuknya awan. Air laut yang menguap karena panas sinar matahari, naik ke udara. Perubahan suhu menyebabkan uap air berubah menjadi awan, antara lain awan cumulonimbus atau yang biasanya disebut dengan awan petir. Awan cumulonimbus yang menggumpal seperti kapas dan tampak lembut itu ternyata berisi butiran-butiran air dan kristal-kristal es. Butiran air dan kristal es ini berbenturan hingga menciptakan muatan listrik positif dan negatif. Di gumpalan awan cumulonimbus lainnya juga mengalami kejadian serupa. Awan-awan ini kemudian saling berbenturan. Muatan listrik pun juga ikut terpengaruh. Proses benturan ini, singkatnya menyebabkan listrik bermuatan positif terkumpul di satu sisi awan dan yang bermuatan negatif berada di sisi yang lainnya. Kilat atau petir adalah loncatan-lontatan listrik dari satu awan ke awan lainnya. Loncatan yang bermuat listrik jutaan volt itu saling bergesekan dengan udara hingga memunculkan bunga api. Inilah yang disebut kilat. Pergesekan itu begitu hebatnya. Ia membelah, menabrak, dan menekan udara disekitarnya benturan benturan ini begitu kerasnya sehingga menimbulkan suara yang menggelegar.

            Semakin lama potensi listrik semakin besar di awan tersebut sehingga muatan listrik negatif (elektron) pun dilepaskan. Elektron atau muatan listrik negatif ini akan mencari dan menuju muatan listrik positif. Nah, karena bumi merupakan medan listrik yang amat besar dan tentunya mengandung muatan negatif dan positif. Maka elektron dari awan akan “meloncat” menuju bagian permukaan bumi yang bermuatan listrik positif. Loncatan elektron dari awan menuju bumi berupa lidah api inilah yang disebut sebagai petir. Selain menuju bagian permukaan bumi yang bermuatan positif, elektron dari awan ini juga bisa “meloncat” ke awan cumulonimbus lainnya yang bermuatan listrik positif. Jadi kilatan petir dapat terjadi dari awan ke bumi dan dari awan ke awan lainnya.

            Kilat terlihat terlebih dahulu di langit dan beberapa detik kemudian baru mendengar bunyi guntur. Padahal kilat dan guntur terjadi pada saat yang bersamaan. Mengapa? Ini terjadi karena gelombang cahaya yang membawa kilat dan  gelombang bunyi yang membawa Guntur memiliki cepat rambat yang berbeda. Cepat rambat cahaya jauh lebih besar dari pada cepat rambat bunyi.

Sumber: http://physicsneverdie.blogspot.com/2012/12/mengapa-terlebih-dahulu-melihat-kilat.html

Biografi Tokoh-tokoh Fisika

Untuk viewers yang suka pada kepo ama seseorang gak karuan..~

mending kepoin orang-orang di bawah ini dijamin pasti lebih bermanfaat dan dijamin gak dosaa... :))  

Hendrik Antoon Lorentz

Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) ialah fisikawan Belanda yang memenangkan Penghargaan Nobel dalam Fisika bersama dengan Pieter Zeemanpada 1902. Dilahirkan di Arnhem, Belanda. Ia belajar di Universitas Leiden. Pada usia 19tahun ia kembali ke Arnhem dan mengajar di salah satu SMA di sana. Sambil mengajar, ia menyiapkan tesis doktoral yang memperluas teori James Clerk Maxwell mengenai elektromagnet yang meliputi rincian dari pemantulan dan pembiasan cahaya.

Pada 1878 ia menjadi guru besar fisika teoretis di Leyden yang merupakan tempat kerja pertamanya. Ia tinggal di sana selama 34 tahun, lalu pindah ke Haarlem. Lorentz meneruskan pekerjaannya untuk menyederhanakan teori Maxwell dan memperkenalkan gagasan bahwa medan elektromagnetik ditimbulkan oleh muatan listrik pada tingkat atom. Ia mengemukakan bahwa pemancaran cahaya oleh atom dan berbagai gejala optik dapat dirunut ke gerak dan interaksi energi atom.

Pada 1896, salah satu mahasiswanya Pieter Zeeman menemukan bahwa garis spektral atom dalam medan magnet akan terpecah menjadi beberapa komponen yang frekuensinyaagak berbeda. Hal tersebut membenarkan pekerjaan Lorentz, sehingga mereka berdua dianugerahi Hadiah Nobel pada 1902.

Pada 1895, Lorentz mendapatkan seperangkat persamaan yang mentransformasikan kuantitas elektromagnetik dari suatu kerangka acuan ke kerangka acuan lain yang bergerak relatif terhadap yang pertama meski pentingnya penemuan itu baru disadari 10 tahun kemudian saat Albert Einstein mengemukakan teori relativitas khususnya.

Lorentz (dan fisikawan Irlandia G.F. Fitzgerald secara independen) mengusulkan bahwa hasil negatif eksperimen Michelson-Morley bisa dipahami jika panjang dalam arah gerak relatif terhadap pengamat mengerut. Eksperimen selanjutnya memperlihatkan bahwa meski terjadi pengerutan, hal itu bukan karena penyebab yang nyata dari hasil Michelsondan Edward Morley. Penyebabnya ialah karena tiadanya ‘eter‘ yang berlaku sebagai kerangka acuan universal.

James Watt

James Watt (Greenock, Skotlandia, 19 Januari 1736 – Birmingham, Inggris, 19 Agustus1819) ialah seorang insinyur besar dari Skotlandia, Britania Raya. Ia berhasil menciptakanmesin uap pertama yang efisien. Ternyata mesin uap ini merupakan salah satu kekuatan yang mendorong terjadinya Revolusi Industri, khususnya di Britania dan Eropa pada umumnya. Untuk menghargai jasanya, nama belakangnya yaitu Watt digunakan sebagai nama satuan daya, misalnya daya mesin dan daya listrik.

Gustav Robert Kirchhoff

Gustav Robert Kirchhoff (12 Maret, 1824 – 17 Oktober , 1887), adalah seorang fisikawan Jermanyang berkontribusi pada pemahaman konsep dasar teori rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh benda-benda yang dipanaskan. Dia menciptakan istilah radiasi “benda hitam” pada tahun 1862. Terdapat 3 konsep fisika berbeda yang kemudian dinamai berdasarkan namanya, “hukum Kirchhoff“, masing-masing dalam teori rangkaian listrik,termodinamika, dan spektroskopi.

Gustav Kirchhoff dilahirkan di Königsberg, Prusia Timur (sekarang Kaliningrad, Rusia), putra dari Friedrich Kirchhoff, seorang pengacara, dan Johanna Henriette Wittke. Dia lulus dari Universitas Albertus Königsberg (sekarang Kaliningrad) pada 1847 dan menikahi Clara Richelot, putri dari profesor-matematikanya, Friedrich Richelot. Pada tahun yang sama, mereka pindah ke Berlin, tempat dimana ia menerima gelar profesor di Breslau (sekarang Wroclaw).

Kirchhoff merumuskan hukum rangkaian, yang sekarang digunakan pada rekayasa listrik, pada1845, saat dia masih berstatus mahasiswa. Ia mengusulkan hukum radiasi termal pada 1859, dan membuktikannya pada 1861. Di Breslau, ia bekerjasama dalam studi spektroskopi dengan Robert Bunsen. Dia adalah penemu pendamping dari caesium dan rubidium pada 1861 saat mempelajari komposisi kimia Matahari via spektrumnya.

Pada 1862 dia dianugerahi Medali Rumford untuk risetnya mengenai garis-garis spektrum matahari, dan pembalikan garis-garis terang pada spektrum cahaya buatan.

Dia berperan besar pada bidang spektroskopi dengan merumuskan tiga hukum yang menggambarkan komposisi spektrum optik obyek-obyek pijar, berdasar pada penemuan David Alterdan Anders Jonas Angstrom.

Isaac Newton

               Issac Newton saat berusia 46 tahun pada lukisan karya Godfrey Kneller tahun 1689

Sir Isaac Newton, (4 Januari 1643 – 31 Maret 1727; KJ: 25 Desember 1642 – 20 Maret 1727) adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi dan juga ahli kimia yang berasal dari Inggris. Beliau merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika modern.

Dengan berbagai hasil karya ilmiah yang dicapainya, Newton menulis sebuah buku Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, dimana pada buku tersebut dideskripsikan mengenai teori gravitasi secara umum, berdasarkan hukum gerak yang ditemukannya, dimana benda akan tertarik ke bawah karena gaya gravitasi. Bekerja sama dengan Gottfried Leibniz, Newton mengembangkan teori kalkulus. Newton merupakan orang pertama yang menjelaskan tentang teori gerak dan berperan penting dalam merumuskan gerakan melingkar dari hukum Kepler, dimana Newton memperluas hukum tersebut dengan beranggapan bahwa suatu orbit gerakan melingkar tidak harus selalu berbentuk lingkaran sempurna (seperti elipse, hiperbola dan parabola). Newton menemukan spektrum warna ketika melakukan percobaan dengan melewati sinar putih pada sebuah prisma, dia juga percaya bahwa sinar merupakan kumpulan dari partikel-partikel. Newton juga mengembangkan hukum tentang pendinginan yang di dapatkan dari teori binomial, dan menemukan sebuah prinsip momentum dan angular momentum.

Pendapat Kepala Akademi Ilmiah Berlin tentang Newton: “Newton ialah seorang jenius besar yang pernah ada dan paling beruntung, yang tak bisa kita temukan lebih dari suatu sistem dunia untuk didirikan.”

Thomas Alva Edison

Thomas Alva Edison (11 Februari 1847 – 18 Oktober 1931) adalah penemu dan pengusaha yang mengembangkan banyak peralatan penting. Si Penyihir Menlo Park ini merupakan salah seorang penemu pertama yang menerapkan prinsip produksi massal pada proses penemuan.

Edison dipandang sebagai salah seorang pencipta paling produktif pada masanya, memegang rekor 1.093 paten atas namanya. Sebagian besar temuan ini tidaklah seluruhnya orisinil, tetapi merupakan perbaikan paten-paten terdahulu, dan sebenarnya diciptakan oleh karyawannya yang banyak — Edison sering dikritik karena tidak mencantumkan nama karyawannya. Meskipun demikian, Edison menerima paten di seluruh dunia, termasuk Amerika Serikat, Britania Raya,Prancis, dan Jerman.

Edison mendirikan Motion Picture Patents Company, yang merupakan konglomerasi sembilan studio film utama (yang biasa dikenal sebagai Edison Trust).Ia juga banyak membantu dalam bidang pertahanan pemerintahan Amerika Serikat. Beberapa penelitiannya antara lain : mendeteksi pesawat terbang, menghancurkan periskop dengan senjata mesin, mendeteksi kapal selam, menghentikan torpedo dengan jaring, menaikkan kekuatan torpedo, kapal kamuflase, dan masih banyak lagi. Ia lahir di Milan, Ohio, Amerika Serikat. Ia meninggal pada usianya yang ke-84, pada hari ulang tahun penemuannya yang terkenal, bola lampu modern.

Charles Coulomb

Charles-Augustin de Coulomb (14 Juni 1736 – 23 Agustus 1806) adalah seorang ilmuwanPerancis yang diabadikan namanya untuk satuan listrik untuk menghormati penelitian penting yang telah dilakukan oleh ilmuwan ini.

Coulomb berasal dari keluarga bangsawan yang berpengaruh hingga pendidikannya terjamin. Ia berbakat besar dalam bidang matematika dan belajar teknik untuk menjadi Korps Ahli Teknik Kerajaan. Setelah bertugas di Martinique selama beberapa tahun, ia kembali ke Paris dan di tahun1779 terpilih menjadi anggota Akademi Ilmiah di tahun 1781. Pada waktu Revolusi Perancis pecah, ia terpaksa meninggalkan Paris tinggal di Blois dengan sahabatnya yang juga ilmuwan, Jean-Charles de Borda (1733-1799). Ia meneruskan berbagai percobaannya dan akhirnya diangkat menjadi inspektur pendidikan di tahun 1802.

Percobaan awal Coulomb meliputi tekanan yang bisa memecahkan suatu benda (1773) dan ini adalah awal ilmu modern tentang kekuatan benda-benda. Karyanya di bidang listrik dan magnetyang membuatnya begitu terkenal, baru diterbitkan dalam serangkaian makalah antara tahun 1785dan 1789.

Melakukan percobaan dengan magnet kompas, ia langsung melihat bahwa gesekan pada sumbu jarum menyebabkan kesalahan. Ia membuat kompas dengan jarum tergantung pada benang lembut. Dan ia menarik kesimpulan; besarnya puntiran pada benang haruslah sama dengan kekuatan yang mengenai jarum dari medan magnetik bumi. Ini mengawali penemuan Timbangan Puntir, untuk menimbang benda-benda yang sangat ringan. (Geolog Inggris John Michell secara terpisah juga menemukan timbangan puntir di tahun 1750, tetapi ia gagal menggunakannya untuk mengukur medan daya tarik bumi).

Timbangan puntir tadi membawa Coulomb ke penemuannya yang paling penting. Dengan menggerakkan dua bulatan bermuatan listrik di dekat timbangan puntir, ia menunjukkan bahwa kekuatan di antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh. Ia mempelajari akibat gesekan pada mesin-mesin dan menampilkan teori tentang pelumasan. Semua ini, bersama pandangannya tentang magnet, diterbitkan di Teori tentang Mesin Sederhana pada tahun 1779.

Dari tahun 1784 sampai 1789, saat bekerja di berbagai departemen pemerintah, ia terus menelitielektrostatika dan magnet. Tahun 1785 keluarlah hukum Coulomb; daya tarik dan daya tolak kelistrikan antara dua benda yang bermuatan listrik adalah perkalian muatannya dengan kuadrat terbalik dari jaraknya. Rumus ini sangat mirip dengan hukum gravitasi Newton.

Di Blois, Coulomb meneliti sifat muatan listrik pada benda dan diketemukannya bahwa muatan tersebut hanya ada pada permukaan benda. Didapatkannya pula bahwa daya magnet juga mengikuti hukum kuadrat terbalik seperti daya listrik statis. Beberapa karyanya ditemukan juga oleh Henry Cavendish tetapi karya Cavendish baru terbit tahun pada tahun 1879. Penemuan Coulomb yang memastikan adanya hubungan antara kelistrikan dan magnetisme kelak dibuktikan oleh Hans Christian Ørsted serta Siméon Poisson. Dan ini menjadi dasar penelitian elektrodinamika olehAndre-Marie Ampere. Semua karyanya menunjukkan orisinalitas dan penelitian yang teliti serta tekun

Albert Einstein

Albert Einstein (14 Maret 1879–18 April 1955) adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan terbesar dalam abad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitasdan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantum, mekanika statistik, dankosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotoelektrik dan “pengabdiannya bagi Fisika Teoretis”.

Setelah teori relativitas umum dirumuskan, Einstein menjadi terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak biasa bagi seorang ilmuwan. Di masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran semua ilmuwan dalam sejarah, dan dalam budaya populer, kata Einstein dianggap bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan jenius. Wajahnya merupakan salah satu yang paling dikenal di seluruh dunia.

Albert Einstein, Tokoh Abad Ini (Person of the Century) Pada tahun 1999, Einstein dinamakan “Tokoh Abad Ini” oleh majalah Time. Kepopulerannya juga membuat nama “Einstein” digunakan secara luas dalam iklan dan barang dagangan lain, dan akhirnya “Albert Einstein” didaftarkan sebagai merk dagang.

Untuk menghargainya, sebuah satuan dalam fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur kimiadinamai einsteinium, dan sebuah asteroid dinamai 2001 Einstein. Rumus Einstein yang paling terkenal adalah E=mc²

sumber : http://blogtugasfisika.blogspot.com/2013/03/hendrik-antoon-lorentz-hendrik-antoon.html

Mengapa Suara Manusia Dapat Memecahkan Kaca? Bagaimana caranya??

Mengapa Suara Manusia Dapat Memecahkan Kaca? Bagaimana caranya?? 

Seperti yang Anda ketahui, suara dapat tercipta karena adanya getaran dalam bentuk gelombang frekuensi suara melalui medium-medium seperti udara atau air. Nah setiap benda di sekitar kita memiliki apa yang dikenal dengan nama "natural frequency" atau frekuensi natural yakni frekuensi alami dimana sebuah objek bergetar. Layaknya gelas kaca yang diketuk dengan garpu, mereka akan mengeluarkan sebuah suara natural bernada tinggi selagi mereka bergetar.

Secara teori, suara manusia dapat memecahkan objek tersebut dengan menyamai frekuensi natural atau nada tinggi yang dikeluarkan objek tadi. Dengan begitu maka objek tersebut akan bergetar cukup kuat, retak, dan akhirnya pecah. Hal inilah yang dibuktikan oleh mythbuster. Mereka membuktikannya dengan melakukan eksperimen terhadap gelas kaca anggur alami yang belum melalui proses damping.

Proses damping sendiri adalah sebuah proses sintetik dengan menggunakan kaca tertentu agar gelas tidak bergetar membuatnya lebih tahan pecah.

Kondisi-Kondisi Tertentu

Setelah kita mengetahui teori di balik suara yang dapat memecahkan kaca ini, tidak berarti semua objek dapat Anda pecahkan dengan suara Anda. Ada beberapa kondisi yang juga menentukan seberapa mudah atau seberapa sulit objek tersebut dapat pecah.

Kondisi yang pertama harus dipastikan adalah objek itu sendiri. Alasan mengapa mythbuster memilih gelas anggur sebagai ojek mereka adalah karena gelas anggur berbentuk silinder dan mereka lebih rapuh atau lemah dibandingkan objek-objek lainnya. Bentuk gelas anggur yang silinder akan mengurung suara yang masuk dan menyebabkan getaran dapat tercipta lebih kuat. Di samping itu kaca di gelas anggur juga lebih tipis. Jadi jika kita membicarakan kaca yang tebal dengan bentuk yang solid maka Anda harus menggunakan suara yang sangat kuat atau amplifier yang juga sangat kuat dan itupun belum tentu berhasil.

Kondisi berikutnya adalah seberapa dekat sumber suara ke objek terkait. Sebagaimana kita tahu semakin dekat sumber suara maka tentunya akan semakin kuat frekuensi yang sampai ke objek terkait dalam kasus ini adalah gelas kaca. Bahkan dalam episode mythbuster, Jamie Vandera meletakkan mulutnya sangat dekat ke gelas anggur dan itupun ia coba berkali-kali.

Hal terakhir yang harus diperhatikan adalah seberapa kuat suara Anda dan juga kecacatan pada objek Anda. Walaupun tidak terlihat secara kasat mata, apabila si gelas kaca sudah memiliki retak kecil maka suara yang kencang dapat lebih mudah untuk memecahkannya. Dari sini kita bisa melihat bahwa agar suara manusia dapat memecahkan kaca tidaklah semudah yang dibayangkan kecuali jika Anda menggunakan amplifier yang akan membuat suara Anda jadi jauh lebih keras serta kuat.

Penyanyi Opera

Sebagaimana telah dikatakan di atas, ada banyak sekali rumor-rumor yang mengatakan bahwa penyanyi opera dapat dengan mudah memecahkan gelas kaca hanya dengan suara nyanyian mereka. Ini karena setiap suara yang kita dengar dan keluarkan dapat diukur kekencangan dalam satuan yang dikenal dengan nama desibel (dB).

Umumnya suara manusia adalah sekitar 50-60 desibel dan pada saat berteriak mencapai sekitar 80 dB. Diperkirakan untuk dapat memecahkan gelas anggur layaknya di atas dibutuhkan sekitar 100 desibel. Penyanyi opera sendiri telah terlatih untuk menghasilkan suara lebih dari 100 dB dan itu adalah frekuensi yang cocok dengan frekuensi natural dari si gelas anggur.

Makalah Fisika Dasar Termodinamika

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

               Suhu dan Kalor adalah dua hal yang tidak dapat dipisahka dalam kehidupan kita sehari-hari. Banyak kegiatan-kegiatan yang berkaitan dengan dua hal tersebut seperti hal yang paling sederhana saja perbedaan  temperatur udara saat siang dan malam hari, penurunan suhu teh panas jika ditambahkan dengan es batu, dan lain sebagainya.

               Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik               

1.2.Rumusan Masalah

                  Berdasarkan latar belakang makalah ini, maka penyusun membuat suatu rumusan masalah, yaitu :

1.      Apa makna suhu, kalor dan kapasitas kalor.

2.      Bagaimana isi Hukum Termodinamika I dan II.

3.      Apa itu proses isokhorik, isobar, isotermik dan adiabatic.

4.      Bagaiman prinsip mesin kalor dan mesin pendingin.

5.      Apa penerapan konsep-konsep suhu dan kalor pada bidang teknik elektro.

1.3.Batasan Masalah

            Hukum Termodinamika I dan Hukum Termodinamika II.

1.4.Tujuan

   Makalah ini disusun agar dapat lebih mendalami tentang makna suhu, kalor dan kapasitas kalor. Mengetahui Hukum Termodinamika I dan II dan seterusnya seperti yang ada pada rumusan masalah. Tidak hanya itu, penyusunan makalah ini juga tidak hanya bagi para pembaca saja, akan tetapi agar dapat pula menjadi bahan informasi/bahan ajar bagi orang lain (siswa).

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.    Suhu, kalor dan kapasitas kalor

                  Suhu didefenisikan sebagai ukuran atau derajat panas dingin suatu benda atau sistem. Sifat termometrik adalah sifat-sifat benda yang mudah berubah akibat adanya perubahan suhu, contoh :

1.      Panjang logam

2.      Volume zat cair.

         Kalor adalah

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor

1.      massa zat

2.      jenis zat (kalor jenis)

3.      perubahan suhu

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :

Q = m.c.(t2 – t1)

Dimana :

Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)

m adalah massa benda (kg)

c adalah kalor jenis (J/kgC)

(t2-t1) adalah perubahan suhu (C)

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis

• Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
• Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)

Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c)

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.

H = Q/(t2-t1)

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.

c = Q/m.(t2-t1)

Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru

H = m.c

Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap. Dalam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.

Keterangan :

Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5)

         Kapasitas kalor (C) = banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu seluruh benda sebesar satu derajat. Dengan demikian, benda yang mempunyai massa m dan kalor jenis c mempunyai kapasitas kalor sebesar:

C = mc

Keterangan :

C = kapasitas kalor

m = massa benda (Kg)

c = kalor jenis (J/Kg.K)

         Satuan kapasitas kalor benda (C)

Untuk menurunkan satuan kapasitas kalor (C), kita oprek saja persamaan kapasitas kalor (C) di atas :

Satuan Sistem Internasional untuk kapasitas kalor benda = J/K (J = Joule, K = Kelvin)

            Catatan :

Pertama, skala celcius dan skala Kelvin mempunyai interval yang sama. Karenanya selain menggunakan C^o, kita juga bisa menggunakan K. Mengenai hal ini sudah gurumuda jelaskan pada pokok bahasan Termometer dan Skala suhu (bagian terakhir).

2.2. Hukum Termodinamika

      A. Hukum Termodinamika I

                  Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hokum ini menyatakan perubahan enegi dalam (∆U) dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem. Hokum pertama termodinamika ( the First Law of Thermodynamic) adalah sejumlah kalor (Q) yang diterima dan usaha yang dilakukan terhadap suatu gas dapat digunakan untuk menambah energi dalam (∆U).

                  Rumus hukum I Termodinamika :

           

                                                ∆U = Q - W

            Dengan ketentuan :

            Q adalah positif jika sistem memperoleh kalor dan negatif jika kehilangan kalor. Usaha (W) postif jika usaha dilakukan oleh sistem dan negatif jika usaha dilakukan pada sistem. Jadi hukum I termodinamika adalah prinsip kekekalan energi yang diaplikasikan pada kalor, usaha dan energi dalam.

B. Hukum II Termodinamika

               Hukum kedua termodinamika dapat dinyatakan dalam dua cara, yaitu :

1.      Kalor tidak pernah mengalir secara spontan dari benda bersuhu rendah ke benda  bersuhu tinggi.

2.      Tidak ada satu mesin kalor yang bekerjadalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah menjadi usaha.

Hukum kedua dapat dinyatakan dalam entropi sebagai berikut :

               Entropi tota; jagad raya tidak berubah ketika proses reversible terjadi ( ΔS jagad raya > 0 ). Perubahan entropi ΔS dari suatu sistem sama dengan kalor yang mengalir ke dalam (bertanda positif) atau keluar dari (bertanda negatif) sitem, ketika sistem berubah dari suatu keadaan ke keadaan lainnya dibagi dengan suhu mutlak.

                                                   Q

                           ΔS       =                      reversible

                                                   T

  Proses Isokhorik, Isobarik, Isotermik, dan Adiabatik.

A.    Proses Isokhoriik

Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap. Rumus :

                     P₁                     P₁

                                 =

                     T₁                    T₁

     

      Usaha yang dilakukan di lungkungan adalah

               W = PΔV = P.0 =0

      Keterangan :

      P       : tekanan (Pa)

      T       : suhu (K)
      ΔV    : perubahan volume (m³)

B. Proses Isotermik

      Proses isotermik adalah proses perubahan keadaan pada suhu tetap.

      Rumus : W = nRT

      Keterangan :

      W     : usaha (J)

      n       : Mol

               R      : ketetapan gas ideal (8.31 J/mol K)

               T       : suhu (K)

               V      : volume (m³)

         C. Proses Isobarik

            Proses isobaric adalah proses perubahan keadaan gas yang tekananya tetap, sedangkan suhu, dan volume berubah.

         Rumus :        V1                      V1

                                             =

                                 T1                       T1

            Usaha luar yang dilakukan lingkungan adalah :

                        W = Pc ΔV = Pc (V2 –V1)

            Keterangan :

            Pc : tekanan

         D. Proses Adiabatik

            Adalah proses perubahan sistem tanpa kalor yang masuk atau keluar dari sistem,.

            Rumus :          

                                    P₁V_1Y=P₂V_2Y

           

            Keterangan :

               _Y       : konstanta Laplace = _Y = Cp

                                                           

                                                                  Cv

               Cp    : kalor jenis gas pada tekana tetap

               Cv    : kalor jenis gas pada volume tetap

Mesin Kalor dan Mesin Pendingin

A.    Mesin Kalor

            Mesin kalor memindahkan kalor Q1 dari redervoir panas, melakukan usaha W1 dan membuang kalor Q2 ke reservoir dingin. Efisiensi mesin kalor adalah nilai perbandingan antara usaha yang dilakukan terhadap kalor total yang diserap.

Rumus : η = W1                                  Q2

                                    =          1 –

                     Q1                                  Q1

  

                                                                              Q2                   T2

   Untuk mesin kalor ideal (mesin carnot),                          =                    sehingga,

                                                                                    Q1                   T1

                                    T2

         η    =       1 -

                                    T1

              

B.     Mesin Pendingin

            Mesin Pendingin memindahkan kalor Q2 dari reservoir dingin, menerima usaha listrik W, dan membuang kalor Q1 ke reservoir panas.

            Jadi proses dalam mesin pendingin berlawanan arah dengan proses dala mesin kalor. Koefisien performasi Cp dari suatu mesin pendingin adalah nilai perbandingan antara kalor yang dipindahkan dari reservoir dingin terhadap usaha listrik yang diterima sistem.