Mengapa Ruangan ber-AC Udaranya Kering?

Udara terdiri dari berbagai macam gas, seperti nitrogen, oksigen, dan gas-gas lain. Uap air, yaitu H2O dalam bentuk gas, juga terkandung dalam udara. Uap inilah yang mempengaruhi kelembaban udara. Semakin banyak uap air yang terkandung dalam udara maka semakin lembab kondisi udara tersebut. Begtitu pula sebaliknya, udara akan kering jika tidak ada atau hanya sedikit uap air yang terkandung.

Mengapa pada AC terdapat banyak air yang terbentuk?

Air Conditioner atau AC adalah alat yang digunakan untuk mengkondisikan udara dalam sebuah ruangan/tempat sehingga udara runagan tersebut menjadi lebih nyaman. Pernakah anda perhatikan bahwa pada AC biasanya ada selang khusus untuk mengalir air dari AC (indoor)?Dari mana asal air ini?Apakah air ini bersih?

Berikut pembahasannya:

Udara pada atmosfer bumi terdiri dari berbagai jenis gas, seperti nitrogen, oksigen, argon, termasuk juga uap air. Semakin tinggi kandungan uap air pada udara, maka semakin lembab udara tersebut. Udara sendiri memiliki kemamapuan terbaras dalam hal menampung uap air. Jika udara sudah tidak mampu menampung uap air, maka akan terbentuk embun atau kondensat.

Udara yang bertemperatur lebih tinggi memiliki volume yang lebih besar sehingga dapat menampung udara lebih banyak. Pada saat udara didinginkan maka daya tampung uap airnya pun semakin kecil. Jika terus didinginkan maka udara tersebut akan menjadi jenuh, dimana udara tidak dapat lagi menampung air. Jika udara jenuh ini didinginkan lebih lanjut maka akan terbentuk embun/kondensat. Inilah yang terjadi pada AC.

Udara dalam ruangan juga mengandung uap air. Uap air ini bisa berasal dari luar atau dalam ruangan. Uap air dari luar dapat masuk melalui ventilasi udara atau infiltrasi dari celah-celah yang terdapat pada ruangan. Sedangkan uap air yang dari dalam ruangan dapat berasal dari evaporasi air yang ada dalam ruangan, keringat  nafas dari orang yang berada dalam runagan. Uap air ini akan ditangkap oleh udara ruangan tersebut.

Hambatan Panas

Hamabatan panas atau thermal resistance sering kali dijumpai pada saat menganalisa suatu hal yang berkaitan dengan perpindahan panas. Sebenarnya apa sih hambatan panas itu?

Fenomena perpindahan panas merupakan suatu hal yang mungkin tidak sederhana untuk dimengerti. Untuk memudahkan penjelasan dari fenomena ini biasanya analogi rangkaian listrik digunakan, khususnya adalah hukum Ohm dimana dapat ditulis:

Dasar Perhitungan Termoelektrik (Thermoelectric)/Elemen Panas Dingin

Seiring dengan berkembangnya pengetahuan tentang material semikonduktor, maka material pembuat modul termoelektrik sekarang merupakan bahan semikonduktor yang terdiri dari tipe p dan n, gambar. Kedua tipe ini merupakan satu pasang yang dinamakan pelet. Modul termoelektrik terdiri dari sejumlah pelet untuk meningkatkan daya listrik yang dihasilkan atau penyerapan/pembuangan kalor yang lebih baik.

Skema Modul Termoelektrik

Termoelektrik

Termoelektrik adalah suatu perangkat yang dapat mengubah energi kalor (perbedaan temperatur) menjadi energi listrik secara langsung. Selain itu, termoelektrik juga dapat mengkonversikan energi listrik menjadi proses pompa kalor/refrigerasi.

Efek Seebeck

Efek seebeck merupakan fenomena yang mengubah perbedaan temperatur menjadi energi listrik. Jika ada dua bahan yang berbeda yang kemudian kedua ujungnya disambungkan satu sama lain maka akan terjadi dua sambungan dalam satu loop. Jika terjadi perbedaan temperatur diantara kedua sambunga ini, maka akan terjadi arus listrik akan terjadi. Prinsip ini lah yang digunakan termoelektrik sebagai generator (pembangkit listrik). Setiap bahan memiliki koefisien seebeck yang berbeda-beda. Semakin besar koefisien seebeck ini, maka beda potensial yang dihasilkan juga semakin besar. Karena perbedaan temperatur disini dapat diubah menjadi tegangan listrik, maka prinsip ini juga digunakan sebagai sensor temperatur yang dinamakan thermocouple.

Pemanfaatan Energi Panas Matahari

Energi panas matahari (Solar Thermal Energy) ternyata dapat pula digunakan untuk sistem pendingin. Prinsip kerja dar sistem ini menggunakan sistem refrgerasi absorpsi.

Jika dibandingkan dengan sistem refrigerasi kompresi uap (sistem yang umum digunakan saat ini), sistem refrigerasi absorpsi memang memiliki koefisien kinerja (COP) yang jauh lebih rendah, namun sistem ini lebih unggul jika energi panas tersedia secara gratis seperti panas matahari atau panas buangan sistem lain (contoh: panas buangan pembangkit listrik). 

Untuk memanfaatkan panas matahari pada sistem ini, energi panas matahari harus diserap pada medium tertentu (biasanya dalam bentuk fluida) dengan menggunakan solar collector, kemudian energi panas ini ditransfer untuk digunakan pada generator. Medium yang digunakan dapat berupa uap air panas (steam) atau air panas. Panas (kalor) yang dimiliki oleh medium ini kemudian diberikan ke generator dengan menggunakan penukar kalor (heat exchanger).  Dengan memanfaatkan panas matahari, maka energi listrik yang butuhkan hanyalah untuk keperluan pompa dimana konsumsi energinya jauh lebih kecil dari pada kompresor pada sistem refrigerasi kompresi uap.

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Surya

Salah satu pemanfaatan energi solar thermal adalah untuk pembangkit listrik. Pada prinsipnya pembnagkit listrik ini memanfaatkan energi panas matahari untuk menggerakan heat engine, yaitu suatu sistem yang mengubah energi panas menjadi energi gerak (kerja). Energi gerak dalam bentuk putaran ini lah yang digunakan untuk memutar generator sehingga menghasilkan listrik. Berdasarkan siklus Carnot, efisiensi maximum yang dapat dicapai oleh suatu heat engine adalah:

 

Dari efisiensi siklus carnot dapat terlihat bahwa, semakin tinggi temperatur T­­_H maka semakin tinggi efisiensinya. Ini artinya dibutuhkan tempearatur yang tinggi untuk mendapatkan efisiensi yang tinggi. Oleh karena itu biasanya concentrating solar collector digunakan untuk pembangkit listrik. Yang akan di bahas disini adalah pembangkit listrik yang menggunakan siklus rankine.

PLTU

Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah pembangkit yang mengandalkan energi kinetik dari uap untuk menghasilkan energi listrik.
Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari uap panas/kering. Pembangkit listrik tenaga uap menggunakan berbagai macam bahan bakar terutama batu bara dan minyak bakar serta MFO untuk start up awal. Salah satu PLTU terbesar adalah PLTU Pacitan Jawa timur.

Macam-Macam Kompresor

Jenis – jenis kompresor

Secara umum kompresor dibedakan menjadi dua jenis yaitu kompresor dinamis dan kompresor perpindahan positif.

1. Kompresor perpindahan positif

Kompresor perpindahan positif dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu kompresor piston (reciprocating compressor) dan kompresor putar (rotary).

• Kompresor piston/torak (Reciprocating)

           1) Kompresor piston kerja tunggal

Kopresor piston kerja tunggal adalah kompresor yang memanfaatkan perpindahan piston, kompresor jenis ini menggunakan piston yang didorong oleh poros engkol (crankshaft) untuk memampatkan udara/ gas. Udara akan masuk ke silinder kompresi ketika piston bergerak pada posisi awal dan udara akan keluar saat piston/torak bergerak pada posisi akhir/depan.

Prinsip Kerja Mesin Turbojet

Mesin turbojet menjadi salah satu jenis mesin penggerak pesawat terbang. Mesin penggerak pesawat terbang yang juga banyak digunakan pada saat ini selain turbojet yaitu turboprop dan turbofan. Mesin turbojet sangat umum digunakan pada pesawat-pesawat tempur yang membutuhkan kecepatan tinggi. Dan sekalipun mesin ini tidak lazim digunakan pada kendaraan darat, namun kendaraan untuk pemecahan rekor kecepatan darat menggunakan mesin ini.

Mesin Turbojet Pesawat F-16 Fighting Falcon

Perpindahan Panas dan Pembentukan Uap Air Pada Boiler

Titik didih suatu cairan atau dikenal juga dengan temperatur saturasi adalah temperatur dimana tekanan uap cairan sama dengan tekanan lingkungan sekitar cairan tersebut. Pada titik ini cairan akan berubah fase menjadi uap. Temperatur saturasi dari air pada tekanan atmosfer adalah 100^oC. Pada titik inilah air akan berubah fase menjadi uap dengan membentuk gelembung-gelembung uap air.
Temperatur saturasi menjadi sebuah fungsi yang unik dari tekanan. Semakin tinggi tekanan di sekitar air maka akan semakin tinggi pula titik didihnya, dan apabila semakin rendah tekanan di sekitar air tersebut maka semakin rendah pula titik didih air tersebut. Hal tersebut disebabkan karena tekanan air akan mempengaruhi karakteristik –seperti entalpi (kandungan kalor) air, panas laten, dan entalpi uap– dari uap air yang terbentuk pada tekanan tersebut.
Pada kondisi tekanan kritis 3200 psi (22,1 MPa) misalnya, panas laten yang dibutuhkan untuk membentuk uap air menjadi nol, dan pada kondisi ini tidak akan timbul gelembung-gelembung uap pada saat proses evaporasi. Sehingga proses transisi perubahan fase air menjadi uap air pada kondisi tersebut akan terjadi secara lebih smooth. Atas dasar fenomena inilah dikenal sebuah teknologi boiler bernama critical boiler. Boiler ini bekerja dengan mensirkulasikan air-uap air pada pipa-pipa boiler dengan tekanan kritis 22,1 MPa (221 bar).

Penggunaan Thermocouple

Thermocouple sebagai salah satu jenis alat ukur temperatur menjadi jenis yang paling banyak digunakan di dunia industri. Sifatnya yang murah dan dapat dimodifikasi proses instalasinya sesuai dengan kondisi media yang diukur menjadi alasan utamanya.
Pengukuran Temperatur Pada Pipa Aliran Fluida
Temperatur aliran fluida (cairan, gas, atau uap air) yang mengalir di dalam sebuah pipa dapat diukur dengan menggunakan termometer kaca, termometer tahanan listrik, atau juga thermocouple. Termometer yang digunakan untuk mengukur temperatur aliran fluida dipasang di dalam sebuah selongsong yang berfungsi untuk melindungi termometer dari keausan, rangkaian ini biasa disebut dengan istilah thermowell. Namun di antara beberapa jenis termometer yang dapat digunakan untuk mengukur temperatur aliran fluida tersebut, thermocouple menjadi jenis yang paling banyak digunakan. Hal ini karena thermocouple dapat dipasang di sisi luar selongsong, selongsong tersebut ditanamkan masuk ke dalam pipa aliran fluida.

Cara Menanggulangi Korosi Pada Boiler

Korosi bersifat irreversible atau dengan kata lain tidak dapat kembali ke bentuk asalnya. Sehingga untuk mengatasi terjadinya korosi adalah hanya dengan jalan pencegahan. Berikut adalah metode-metode untuk mencegah terjadinya korosi pada boiler:

1. Menghilangkan Kandungan Udara Dalam Air. Udara atmosfer mengandung sekitar 20% oksigen yang menjadi komponen penting terjadinya korosi. Udara bebas ini biasa berkontak langsung dengan pipa-pipa boiler yang tidak sedang beroperasi. Ditambah dengan kondisi udara yang lembab, korosi pun tidak mungkin dapat dihindari. Sehingga untuk menggantikan udara bebas yang mengisi pipa boiler saat ia tidak beroperasi, biasanya digunakan gas nitrogen atau udara yang telah diminimalisir kandungan air didalamnya dengan menggunakan air dryer.
   

Korosi Pada Boiler

Korosi menjadi salah satu masalah yang sangat lazim terjadi pada boiler. Bahkan dapat dikatakan bahwa, tidak ada boiler yang tidak mengalami korosi. Karena boiler menggunakan media kerja air yang jika tidak diperhatikan, akan sangat mudah mengkorosi pipa-pipa boiler.
Air murni yang hanya tersusun oleh molekul H₂O dan tanpa ada zat lain yang terlarut di dalamnya, bersifat tidak korosif. Zat-zat lain yang terlarut di dalam air lah yang menjadi salah satu pemicu air memiliki sifat yang korosif. Oksigen menjadi salah satu gas yang mudah larut di dalam air dan menjadi penyebab utama terjadinya korosi pada pipa-pipa boiler.
Temperatur air juga menjadi salah satu faktor pendukung terjadinya korosi. Seperti yang kita ketahui bersama bahwa air di dalam boiler akan mencapai temperatur yang sangat tinggi sesuai dengan jenis boiler yang digunakan. Air yang berada pada temperatur tinggi akan memiliki sifat-sifat yang sangat berbeda dengan air pada temperatur ruang. Pada temperatur di atas temperatur kritisnya, air akan menjadi lebih mudah melarutkan berbagai macam zat yang bahkan sebelumnya tidak mudah larut. Hal ini diakibatkan karena pada temperatur tersebut air lebih mudah terionisasi dan pecah membentuk ion-ion H₃O⁺ dan OH^-. Faktor inilah yang semakin mendorong terjadinya korosi pada pipa-pipa boiler.

Prinsip Pompa VakumPositive Displacement

Pompa vakum adalah sebuah alat untuk mengeluarkan molekul-molekul gas dari dalam sebuah ruangan tertutup untuk mencapai tekanan vakum. Pompa vakum menjadi salah satu komponen penting di beberapa industri besar seperti pabrik lampu, vacuum coating pada kaca, pabrik komponen-komponen elektronik, pemurnian oli, bahkan hingga alat-alat kesehatan seperti radiotherapy, radiosurgery, dan radiopharmacy.
Berdasarkan prinsip kerjanya, pompa vakum diklasifikasikan menjadi 3 yaitu:

• Positive Displacement : menggunakan cara mekanis untuk mengekspansi sebuah volume secara terus-menerus, mengalirkan gas melalui pompa tersebut, men-sealing ruang volume sistem, dan membuang gas ke atmosfer.
• Pompa Momentum Transfer : menggunakan sistem jet fluida kecepatan tinggi, atau menggunakan sudu putar kecepatan tinggi untuk menghisap gas dari sebuah ruang tertutup.
• Pompa Entrapment : menggunakan suatu zat padat atau zat adsorber tertentu untuk mengikat gas di dalam ruangan tertutup.

Pompa Vakum Positive Displacement
Prinsip dari pompa ini adalah dengan jalan mengekspansi volume ruang oleh pompa sehingga terjadi penurunan tekanan vakum parsial. Sistem sealing mencegah gas masuk ke dalam ruang tersebut. Selanjutnya pompa melakukan gerakan buang, dan kembali mengekspansi ruang tersebut. Jika dilakukan secara siklis dan berkali-kali, maka vakum akan terbentuk di ruangan tersebut.
Salah satu aplikasi pompa ini yang paling sederhana adalah pada pompa air manual. Untuk mengangkat air dari dalam tanah, dibentuk ruang vakum pada sisi keluaran air, sehingga air dapat “terhisap” naik ke atas.

Electric Submersible Pump

Electric Submersible Pump (ESP) adalah sejenis pompa sentrifugal berpenggerak motor listrik yang didesain untuk mampu ditenggelamkan di dalam sumber fluida kerja. Tujuannya adalah untuk dapat menghindari terjadinya kavitasi pada pompa. Pompa dengan desain khusus ini digunakan pada kondisi-kondisi yang khusus pula. Seperti untuk mengangkat air dari sumber / mata air yang berada di dalam tanah, mengangkat fluida berwujud sludge (lumpur), dan juga mengangkat minyak mentah pada proses pengeboran minyak bumi.
ESP yang digunakan pada proses pengangkatan minyak bumi dari perut bumi termasuk teknologi yang paling canggih dan efisien hingga saat ini. Namun disisi lain teknologi ini juga tidak murah. Karena selain desain konstruksi pompa dan motor listrik yang khusus, diperlukan juga teknologi kabel listrik yang harus tahan korosi, serta tahan terhadap tekanan dan temperatur tinggi.

Refrigerasi Alami

Jenis-Jenis Refrigerasi Alami

Mesin pendingin seperti lemari es dan AC merupakan sistem refrigerasi buatan. Sebelum ditemukan teknologi mesin pendingin, ada beberapa teknik yang memanfaatkan alam untuk keperluan pendingin termasuk pembuatan es, antara lain:

Heat Exchanger

Dalam Bahasa Indonesia heat exchanger memiliki arti harfiah alat penukar panas. Namun di sini saya akan tetap menggunakan bahasa aslinya agar tidak terjadi kerancuan lebih lanjut. Pengertian ilmiah dari heat exchanger adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mentransfer energi panas (entalpi) antara dua atau lebih fluida, antara permukaan padat dengan fluida, atau antara partikel padat dengan fluida, pada temperatur yang berbeda serta terjadi kontak termal. Lebih lanjut, heat exchanger dapat pula berfungsi sebagai alat pembuang panas, alat sterilisasi, pesteurisasi, pemisahan campuran, distilisasi (pemurnian, ekstraksi), pembentukan konsentrat, kristalisasi, atau juga untuk mengontrol sebuah proses fluida.

Intensitas Radiasi Benda Hitam

Radiasi benda hitam adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam. Radiasi ini menjangkau seluruh daerah panjang gelombang. Distribusi energi pada daerah panjang gelombang ini memiliki ciri khusus, yaitu suatu nilai maksimum pada panjang gelombang tertentu. Letak nilai maksimum tergantung pada temperatur, yang akan bergeser ke arah panjang gelombang pendek seiring dengan meningkatnya temperatur.

Pada tahun 1879 seorang ahli fisika dari Austria, Josef Stefan melakukan eksperimen untuk mengetahui karakter universal dari radiasi benda hitam. Ia menemukan bahwa daya total per satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi oleh suatu benda hitam panas (intensitas total) adalah sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya. Sehingga dapat dirumuskan:

I _total = σ . T

RADIASI PANAS

Radiasi panas adalah radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda sebagai akibat suhunya.Setiap benda memancarkan radiasi panas, tetapi pada umumnya, Anda dapat melihat sebuah benda, karena benda itu memantulkan cahaya yang datang padanya, bukan karena benda itu memancarkanradiasi panas.Benda baru terlihat karena meradiasikan panas jika suhunya melebihi 1.000 K. Pada suhu ini benda mulai berpijar merah seperti kumparan pemanas sebuah kompor listrik.Pada suhu di atas 2.000 K benda berpijar kuning atau keputih-putihan, seperti pijar putih dari filamen lampu pijar.Begitu suhu benda terus ditingkatkan, intensitas relatif dari spektrum cahaya yang dipancarkannya berubah.Hal ini menyebabkan pergeseran warna-warna spektrum yang diamati, yang dapat digunakan untuk menentukan suhu suatu benda.

Hukum Ketiga Termodinamika

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.

Contoh gambar yang menggunakan prinsip Termodinamika

Pemanfaatan Radiasi Untuk Kesejahteraan Manusia

Bidang Pertanian

Efisiensi Pemupukan

Pupuk harganya relatif mahal dan apabila digunakan secara berlebihan akan merusak lingkungan, sedangkan apabila kurang dari jumlah seharusnya hasilnya tidak efektif. Untuk itu perlu diteliti jumlah pupuk yang diserap oleh tanaman dan berapa yang dibuang ke lingkungan. Penelitian ini dilakukan dengan cara memberi “label” pupuk yang digunakan dengan suatu isotop, seperti nitrogen-15 atau phosphor-32. Pupuk tersebut kemudian diberikan pada tanaman dan setelah periode waktu dilakukan pendeteksian radiasi pada tanaman tersebut.

Penelitian Tanaman Varietas Baru

Seperti diketahui, radiasi pengion mempunyai kemampuan untuk merubah sel keturunan suatu mahluk hidup, termasuk tanaman. Dengan berdasar pada prinsip tersebut, maka para peneliti dapat menghasilkan jenis tanaman yang berbeda dari tanaman yang telah ada sebelumnya dan sampai saat ini telah dihasilkan 1800 jenis tanaman baru.

Varietas baru tanaman padi, gandum, bawang, pisang, cabe dan biji-bijian yang dihasilkan melalui teknik radioisotop mempunyai ketahanan yang lebih tinggi terhadap hama dan lebih mampu beradaptasi terhadap perubahan iklim yang ekstrim.

Siklus Diesel

Siklus Diesel adalah siklus ideal untuk mesin torak pengapian-kompresi yang pertama kali dinyatakan oleh Rudolph Diesel tahun 1890. Prinsip kerjanya sama halnya dengan mesin torak pengapian-nyala, yang dinyatakan oleh Nikolaus A. Otto tahun 1876, hanya perbedaan utamanya dalam hal metode inisiasi pembakarannya. Pada mesin torak pengapian-nyala (disebut juga mesin bensin) campuran udara-bahan bakar dikompresi ke temperatur di bawah temperatur pembakaran-sendiri (auto-ignition) dari bahan bakarnya, kemudian proses pembakarannya diinisiasi oleh percikan bunga api dari busi. Sedangkan pada mesin torak pengapian kompresi (disebut juga mesin diesel), udara dikompresi ke temperatur di atas temperatur auto-igniton dari bahan bakarnya, kemudian pembakaran dimulai saat bahan bakar yang diinjeksikan kontak dengan udara panas tersebut. Jadi, pada mesin diesel, busi dan karburator digantikan oleh peranan penginjeksi bahan bakar (fuel-injector).

Siklus Otto

Siklus Otto adalah siklus ideal untuk mesin torak dengan pengapian-nyala bunga api.Pada mesin pembakaran dengan sistem pengapian-nyala ini, campuran bahan bakar dan udara dibakar dengan menggunakan percikan bunga api dari busi. Piston bergerak dalam empat langkah (disebut juga mesin dua siklus) dalam silinder, sedangkan poros engkol berputar dua kali untuk setiap siklus termodinamika. Mesin seperti ini disebut mesin pembakaran internal empat langkah. Skema berikut memperlihatkan setiap langkah piston dan pernyataan prosesnya pada diagram P-v untuk kondisi aktual mesin pengapian-nyala empat langkah,

Pembangkit Listrik OTEC

OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan perbedaan suhu di laut yang dalam dan  di laut yang dangkal yang digunakan untuk menggerakan mesin (generator).  Dan generator padaOTEC memiliki prinsip “ semakin besar perbedaan suhu di antara laut yang dalam dengan laut yang dangkal maka energi listrik yang dihasilkan akan semakin besar pula.”  Perbedaan suhu anatara laut dangkan dengan laut dalam, masing masing memiliki reservoir ( reservoir laut dangkal dan reservoir laut dalam). Perbedaan suhu dari kedua reservoir ini akan menyebabkan aliran kalor yang dapat melakukan usaha.Hal ini memiliki prinsip yang sama seperti turbin uap dan mesin pembakaran,juga lemari es yang melawan aliran kalor alami dengan “menghabiskan” energi. Sama seperti energi kalor dari pembakaran bahan bakar, OTEC menggunakan perbedaan suhu oleh penyinaran matahari pada permukaan laut sebagai bahan bakarnya.

Pirometer Optik (Termometer Sekunder)

       Pirometer Optik (Optis) merupakan termometer sekunder, dalam arti pirometer optik digunakan untuk mengukur temperatur di atas 10000C sampai 12000C. Mengapa demikian ? Karena suatu benda yang bertemperatur lebih dari 5000C akan memancarkan cahaya yang dapat dilihat (cahaya tampak). Hal ini dapat dilihat dengan jelas dalam kegelapan.
       Intensitas cahaya tampak akan meningkat dengan bertambahnya temperatur. Pada suatu benda yang bertemperatur 6000C akan tampak cahaya merah tua, pada temperatur 7000C tampak cahaya merah, pada temperatur 8500C tampak cahaya merah muda, dan jika temperaturnya 10000C tampak cahaya jingga kekuning-kuningan. Setelah temperatur benda lewat 10000C sampai 12000C, benda akan memancarkan cahaya putih kekuning-kuningan. Di atas temperatur 12000C, benda akan memancarkan cahaya dengan perubahan warna yang lambat dan perubahan intensitas yang cepat. Ini berarti, intensitas cahaya yang kelihatan oleh mata bertambah dengan sangat cepat dan intensitas segala warna bertambah serta warna cahaya mendekati maksimum (ingat grafik warna untuk mata dalam kuliah Optika).
       Prinsip dasar pengukuran temperatur dengan pirometer optik ada dua, yaitu: (1) dengan menentukan intensitas cahaya tampak, dan (2) dengan menentukan perbandingan dua intensitas cahaya tampak. Cara yang terbanyak digunakan adalah cara membandingkan dua intensitas cahaya tampak yang dipancarkan oleh benda hitam sempurna (black body radiator) dengan benda lain yang ditera. Jadi, Thermometric Property dari termometer pirometer optik adalah intensitas cahaya, sehingga: I = I( T ).
       Jenis-jenis pirometer optik banyak ragamnya, antara lain: (1) pirometer optik penyinaran total yang didasarkan pada hukum Stefan – Boltzmann (Et = σo T4), dan (2) pirometer optik foto elektrik yang berdasarkan pada prinsip kerja fotosel.

Sumber :http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/Diktat%20Termodinamika.pdf

Energi Panas Bumi

Energi panas bumi di dekat tanaman Reykjavik. Iceland memilik jumlah energi panas bumi yang cukup banyak.

Energi Geo (Bumi) thermal (panas) berarti memanfaatkan panas dari dalam bumi. Inti planet kita sangat panas- estimasi saat ini adalah 5,500 celcius (9,932 F)- jadi tidak mengherankan jika tiga meter teratas permukaan bumi tetap konstan mendekati 10-16 Celcius (50-60 F) setiap tahun. Berkat berbagai macam proses geologi, pada beberapa tempat temperatur yang lebih tinggi dapat ditemukan di beberapa tempat.

Motor Listrik

       Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu.
        Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW).

Teori Kinetik Gas

Di dalam teori kinetik gas terdapat suatu gas ideal. Gas ideal adalah suatu gas yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

" Jumlah partikel gas banyak sekali tetapi tidak ada gaya tarik menarik (interaksi) antar partikel , Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah sembarang atau bergerak secara acak "

Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran ruangan. Atau bisa dikatakan ukuran partikel gas ideal jauh lebih kecil daripada jarak atar partikel . Bila tumbukan yang terjadi sifatnya lenting sempurna , maka partikel gas terdistribusi merata pada seluruh ruang dengan jumlah yang banyak dan berlaku hukum Newton tentang gerak

Di dalam kenyataannya, kita tidak menemukan suatu gas yang memenuhi kriteria di atas, akan tetapi sifat itu dapat didekati oleh gas pada temperatur tinggi dan tekanan rendah atau gas pada kondisi jauh di atas titik kritis dalam diagram PT.

2. Hukum-hukum tentang gas
A.Hukum Boyle



Hasil kali tekanan(P) dan volume(V) gas pada suhu tertentu adalah tetap. Proses seperti ini disebut juga dengan isotermal (temperatur tetap). 
*PV=konstan
*T2>T1
*Tidak berlaku pada uap jenuh




B.Hukum Guy Lussac

Termometer gas

      Jika kita mengkalibrasi termometer yang jenisnya berbeda, misalnya termometer air raksa dan termometer alkohol, skala kedua termometer tersebut sama hanya pada 0 ^oC (atau 32 ^oF) dan 100 ^oC (atau 212 ^oF). Apabila kita menggunakan kedua termometer tersebut untuk mengukur suhu udara, angka yang ditunjukkan masing-masing termometer belum tentu sama. Bisa saja termometer air raksa menujukkan angka 48 ^oC, sedangkan termometer alkohol menunjukkan angka 46 ^oC. Hal ini disebabkan karena kecepatan pemuaian raksa dan alkohol berbeda. Demikian juga dengan jenis termometer yang lain, seperti termometer bimetal dll. Skala suhu yang ditetapkan dengan cara ini sangat bergantung pada sifat materi yang digunakan.

        Karena skala suhu yang ditetapkan menggunakan termometer biasa mempunyai kekurangan maka kita membutuhkan sebuah termometer standar. Adanya termometer standar membantu kita untuk menetapkan skala suhu secara lebih tepat, tanpa harus bergantung pada sifat suatu materi.

Termometer yang hampir sempurna adalah termometer gas volume konstan. Prinsip kerja termometer gas volume konstan adalah sebagai berikut. Volume gas dijaga agar selalu tetap atau tidak berubah. Nah, ketika suhu bertambah, tekanan gas juga bertambah.

Proses siklus Rankine

Terdapat 4 proses dalam siklus Rankine, setiap siklus mengubah keadaan fluida (tekanan dan/atau wujud).

• Proses 1: Fluida dipompa dari bertekanan rendah ke tekanan tinggi dalam bentuk cair. Proses ini membutuhkan sedikit input energi.
• Proses 2: Fluida cair bertekanan tinggi masuk ke boiler di mana fluida dipanaskan hingga menjad uap pada tekanan konstan menjadi uap jenuh.
• Proses 3: Uap jenuh bergerak menuju turbin, menghasilkan energi listrik. Hal ini mengurangi temperatur dan tekanan uap, dan mungkin sedikit kondensasi juga terjadi.
• Proses 4: Uap basah memasuki kondenser di mana uap diembunkan dalam tekanan dan temperatur tetap hingga menjadi cairan jenuh.

Dalam siklus Rankine ideal, pompa dan turbin adalah isentropic, yang berarti pompa dan turbin tidak menghasilkan entropi dan memaksimalkan output kerja. Dalam siklus Rankine yang sebenarnya, kompresi oleh pompa dan ekspansi dalam turbin tidak isentropic. Dengan kata lain, proses ini tidak bolak-balik dan entropi meningkat selama proses. Hal ini meningkatkan tenaga yang dibutuhkan oleh pompa dan mengurangi energi yang dihasilkan oleh turbin. Secara khusus, efisiensi turbin akan dibatasi oleh terbentuknya titik-titik air selama ekspansi ke turbin akibat kondensasi. Titik-titik air ini menyerang turbin, menyebabkan erosi dan korosi, mengurangi usia turbin dan efisiensi turbin. Cara termudah dalam menangani hal ini adalah dengan memanaskannya pada temperatur yang sangat tinggi. Efisiensi termodinamika bisa didapatkan dengan meningkatkan temperatur input dari siklus. Terdapat beberapa cara dalam meningkatkan efisiensi siklus Rankine.

Hukum Clausius

Kalor jenis gas ideal pada volume konstan, tak bergantung pada temperatur. Persamaan keadaan Clausius: memaksudkan koreksi pada persamaan keadaan van den Waals, yakni koreksi pada tetapan a, sehingga berbentuk

dengan P = tekanan, V = volume, T = temperatun, a = tetapan yang bergantung pada temperaton, b = tetapan, c = fungsi dan a dan b. Persamaan Clausius-Clapeyron untuk penubahan reversibel zat murni dan keadaan (fasa) yang satu ke keadaan (fasa) yang lain

dengan p, V dan T ialah tekanan, volume dan temperatur sistem, dan L ialah kalon disenap pen Mol dalam perubahan dan fasa A ke fasa B. Bentuk integnasi untuk penguapan (di sini VA I V8 sehingga V8 - VA = ‘uap) dengan pengandaian uap itu tunduk pada hukum gas ideal (pV = RT) ialah kalor penguapan.

Perbedaan Antara Temperatur,Kalor, & Energi Dalam

        Kalor sebagaimana telah kita lihat, bukan merupakan energi yang dimiliki sebuah benda, melainkan mengacu ke jumlah energi yang di transfer dari satu benda ke yang lainnya pada temperatur yang berbeda. Dengan menggunakan teori kinetik, dapat dibuat perbedaan yang jelas antara temperatur, kalor dan energi dalam. Temperatur(dalam kelvin) merupakan pengukuran dari energi kinetik rata-rata dari molekul secara individu. Energi termal dan energi dalam mengacu pada energi total dari semua molekul pada benda. Dengan demikian dua batangan bermassa sama yang terbuat dari besi bisa memilki temperatur yang sama, tetapi keduanya bersamaan memiliki energi termal dua kali lipat dari satu batangan. Akhirnya kalor mengacu pada transfer energi (seperti energi termal) dari satu benda ke yang lainnya karena adanya perbedaan temperatur.

Penerapan Konsep Fisika “ Pemanasan Rumah”

>penjelasan gambar< konveksi berperan dalam memanaskan sebuah rumah. tanda panah yang melingkar menunjukkan arus udara  konveksi di ruangan-ruangan tersebut

berdasarkan gambar diatas,air dipanaskan ditungku dan sementara temperatur naik, air akan memuai dan naik . Hal ini menyebabkan air berputar pada sistem. Air panas kemudian memasuki radiator, kalor ditransfer dengan konduksi ke udara dan air yang diinginkan kembali ke tungku.

Penerpan Konsep Fisika “ Panas Tubuh Konveksi Oleh Darah”

Tubuh manusia menghasilkan energi termal yang besar. Energi diubah dari makanan didalam tubuh, maksimal 20 persen digunakan untuk melakukan kerja. Sehingga dari 80 persen muncul sebagai energi termal. Selama kegiatan yang ringan, misalnya jika energi termal ini tidak dikeluarkan, temperatur tubuh akan naik sekitar 3^oC per jam. Jelas, bahwa kalor yang dihasilkan oleh tubuh harus ditransfer keluar.Temperatur kulit pada lingkungan yang nyaman adalah 33 sampai 35^oC,

Penerapan Konsep Fisika “Kecepatan Memasak”

Pada saat memasak pasta. Api dikecilkan ketika pasta dimasukkan dan air mendidih. Hal ini disebabkan pada saat pasta berada di dalam air dan air mendidih, pasta dimasak pada 100^oC. Jika api tetap besar, air akan mendidih lebih cepat, tetapi tidak akan menaikkan temperatur, sehingga tidak akan mempercepat proses memasak.

Perilaku Anomali Air Dibawah 4 Derajat Celcius

Sebagian besar zat kurang lebih memuai secara beraturan terhadap penambahan temperatur (sepanjang tidak ada perubahan fase yang terjadi). Bagaimanapun, air tidak mengikuti pola yang biasa. Jika air pada 0^oC dipanaskan, volume menurunn sampai mencapai 4^oC. Diatas 4^oC air berperilaku normal dan memuai volumenya terhadap bertambahnya temperatur. Air dengan demikian memiliki massa jenis yang paling tinggi pada 4^oC. Perilaku air yang menyimpang ini sangat penting untuk bertahannya kehidupan air selama musim dingin. Ketika temperatur air di danau atau sungai di atas 4^oC dan mulai mendingin karena kontak dengan udara yang dingin, air dipermukaan terbenam karena massa jenisnya yang lebih besar dan digantikan oleh air yang lebih hangat dari bawah. Campuran ini berlanjut sampai temperatur mencapai 4^oC.

Materi Konsep Fisika Apakah Udara Hangat Naik Ke Atas?

Materi Konsep Fisika

Apakah Udara Hangat Naik Ke Atas?

Kerapatan udara hangat lebih kecil dari udara sejuk. Dengan demikian, karena adanya gaya apung, udara hangat seharusnya naik di atmosfer. Jika demikian mengapa udara selalu lebih dingin di puncak gunung dari pada dikaki gunung?. Hal ini disebabkan karena udara hangat yang naik ke atmosfer. Semenatara udara naik, udara memasuki daerah dengan tekanan yang lebih kecil. Efek ini terutama terasa dimana massa udara yang bergerak dipaksa ke atas oleh gunung.

Penerapan Fisika "Membuka Tutup yang Rapat"

Penerapan Fisika

"Membuka Tutup yang Rapat"

 Ketika tutup sebuah botol kaca tertutup rapat, memegangnya dibawah air panas sebentar seringkali akan memudahkan pembukaannya. Hal itu disebabkan tutup tersebut bisa terkena air panas lebih langsung dari kaca sehingga memuai lebih dulu. Tetapi bahkan jika tidak, logam umumnya memuai lebih besar dari kaca untuk perubahan temperatur yang sama. 

         Perubahan volume zat yang mengalami perubahan temperatur yang sama dinyatakan dengan hubungan yang hampir sama dengan persamaan :

....(1)

dimana

Merupakan perubahan temperatur, Vo adalah volume awal dan merupakan perubahan volume dan b adalah koefisien muai volume. bagaimanapun hal ini benar untuk zat padat yang tidak  isotropik maksudnya isotropik merupakan sifat yang sama ke segala arah. Perhatikan juga bahwa pamuaian panjang tidak ada artinya untuk zat cair dan gas karena mereka tidak mempunyai bentuk yang tetap.

        Persamaan 1 diatas akurat jika delta L atau delta V kecil dibandingkan dengan Lo atau Vo. hal ini perlu diperhatikan untuk zat cair dan t   erlebih lagi untuk gas karena nilai beta yang besar. lebih jauh lagi beta itu sendiri bervariasi terhadap temperatur untuk gas. Dengan demikian diperlukan cara yang lebih baik untuk menangani gas.      

Sumber : Giancoli,C douglas.2001.Fisika Jilid 1 edisi kelima.Jakarta:Erlangga