MAKALAH TERMOS AIR. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Termodinamika. disusun Oleh: 1. Deni Setiawan ( )

Transkripsi

1 MAKALAH TERMOS AIR Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Termodinamika. disusun Oleh: 1. Deni Setiawan ( ) 2. Nur Cahyanto Dwi P ( ) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2009/2010

2 BAB I PENDAHULUAN I. Latar Belakang Termos air adalah alat atau komponen yang digunakan untuk menyimpan air, tetapi suhu air dalam termos tetap terjaga karena di dalam termos terdapat bahan yang bisa mengurangi kehilangan panas melalui konduksi, konveksi, radiasi. Konduksi dan konveksi dicegah melewati diding termos. Gabus dan plastik merupakan tutup sebagai penghantar yang buruk. Radiasi inframerah lebih sukar dicegah Termos air ditemukan secara tidak sengaja karena penemu sedang meneliti sedang daya tahan elektris pada suhu -200 dan 200 derajat Celsius. Mereka memprediksikan bahwa daya tahan itu hilang pada -273,15 derajat Celsius. Teori tersebut lantas dikenal sebagai teori superkonduktivitas. Pada saat mengerjakan projek itulah secara tak sengaja ia menemukan tabung hampa udara. Tabung itu menggantikan bejana yang selama ini terbuat dari kaca. Awalnya, penemuan termos merupakan adaptasi dari tabung hampa udara yang digunakan untuk pengiriman dan penyimpanan gas cair. Penemu termos tersebut adalah Sir James Dewar dan John Fleming Elemen utama termos air adalah tabung kaca yang hampa udara di sekeliling termos tersebut (seperti gelas, tapi pinggirnya tebal & hampa udara di tengahnya bukan solid/pejal seperti pinggiran gelas). Dengan adanya tabung tersebut suhu di dalam termos tetap terjaga karena hampa udara menghambat perambatan panas melalui udara. Sedangkan penutup luarnya (biasanya terbuat dari aluminium,gabus atau plastik) berfungsi sebagai isolator antara tabung kaca dengan udara sekitar. Penulis berusaha mengangkat bahasan ini dikarenakan agar pembaca dapat mengetahui prinsip kerja dalam termos air,dan proses yang terjadi dalam termos air. Untuk lebih lanjutnya,penulis akan memaparkan bahasannya pada bab selanjutnya. II. Rumusan Masalah 1. Mengapa suhu dalam termos tidak terpengaruh oleh suhu dari lingkungan sekitar? 2. Hukum termodinamika yang keberapa yang menjelaskan tetang prinsip kerja termos air?

3 BAB II PEMBAHASAN 1. Landasan Teori Termos air adalah alat atau komponen yang mempunyai fungsi untuk menyimpan air,disini menyimpan airnya tidak hanya menyimpan air biasa tetapi juga menjaga suhu agar tetap,contohnya bila disi air panas maka suhu air dalam termos akan tetap tinggi karena panas tidak bisa merambat pada dinding termos. Penemuan vacuum flask (tabung hampa udara) oleh Sir James Dewar di Oxford University, menjadi cikal bakal penemuan termos tempat menyimpan air panas dan dingin untuk minuman. Penemuan yang diciptakan secara tidak sengaja ini menjadi produk hotter atau cooler bagi produk minuman di dunia. James Dewar, lahir 20 September 1842, di Kincardine-on-Forth, Scotlandia. Ia dibesarkan dari keluarga yang berprofesi sebagai pedagang anggur. Semenjak kecil dan dewasa ia tinggal di kota kelahirannya. Setelah lulus dari bangku sekolah, ia melanjutkan pendidikan ke Universitas Edinburgh dan menjadi murid ilmuwan kimia Lyon Playfair. Pada tahun 1869, setelah lulus kuliah ia melanjutkan karier intelektualnya menjadi dosen di Royal College Veteriner. Selain mengajar, ia juga sering melakukan penelitian. Sebagian karya penelitiannya lebih banyak dilakukan di Inggris karena fasilitas untuk percobaan jauh lebih baik daripada di negara kelahirannya. Dewar pun mendapatkan gelar profesor di bidang kimia dari Royal College Veteriner, London. Pada tahun 1904, Dewar melakukan penelitian bersama dengan John Fleming, ahli kimia pada University College London. Keduanya meneliti daya tahan elektris pada suhu -200 dan 200 derajat Celsius. Keduanya memprediksikan daya tahan itu hilang pada -273,15 derajat Celsius. Teori ini lantas dikenal sebagai teori superkonduktivitas. Pada saat mengerjakan projek itulah secara tak sengaja ia menemukan tabung hampa udara. Tabung itu menggantikan bejana yang selama ini terbuat dari kaca. Awalnya, penemuan termos merupakan adaptasi dari tabung hampa udara yang digunakan untuk pengiriman dan penyimpanan gas cair. Namun, Dewar melihat peluang lain dari temuannya itu. Ia kemudian mengembangkan tabung hampa udaranya menjadi sebuah termos yang mampu mempertahankan suhu dingin dan panas.

4 Thermos flask yang berbentuk botol terbuat dari kaca berdinding rangkap, ruang di antara kedua dinding dibuat hampa dan satu dinding dalam ruang hampa ini dilapisi perak. Dengan dinding semacam ini, isi di dalam termos tidak dapat dipengaruhi oleh perubahan -perubahan keadaan di luar. Pada termos terdapat dinding kaca yang bagian dalam dan bagian luarnya dibuat mengilap. Bagian dalam kaca dibuat mengilap agar kalor dari air panas tidak terserap pada dinding. Sementara itu, bagian luar dinding kaca dibuat mengilap berlapis perak agar tidak terjadi perpindahan kalor secara radiasi. Ruang hampa di antara bagian dalam dan luar berfungsi mencegah perpindahan kalor secara konveksi. Tutup termos terbuat dari bahan isolator, seperti gabus, mencegah terjadinya perpindahan kalor secara konduksi. Pada tahun 1904 temuan brilian Dewar ini diproduksi secara komersial dengan pendirian perusahaan Thermos GmbH. Meski begitu. James Dewar meninggal tahun 1923 saat berusia 80 tahun di London, Inggris. Sampai akhir hayatnya, ia dikenal sebagai peneliti yang banyak menciptakan penemuan. Bahan-bahan yang digunakan untuk membuat termos antara lain adalah 1. Tabung kaca yang hampa udara berguna agar udara tidak bisa kontak atau bersentuhan langsung dengan air panas. 2. Stereo foam, berguna untuk melindungi tabung kaca agar tidak kontak langsung dengan udara sekitar, hal ini karena masih ada transfer kalor (panas) dari air panas ke tabung kaca. 3. Tutup termos juga sebagai isolator. 4. Casing termos yang digunakan sebagai pengaman. Kita juga bisa membuat termos dengan bahan yang sederhana.dimana bahan-bahan tersebut antara lain yaitu: 1. Toples kecil bertutup 2. Toples besar(lebih besar dari yang pertama)bertutup. 3. Gabus tipis (dibentuk lingkaran sesuai alas toples kecil) 4. Aluminium foil 5. Termometer 6. Toples kecil lain Cara kerja: 1. Balut toples kecil dengan aluminium foil 2. Masukkan gabus yang sudah dipotong di dasar tengah toples besar 3. Taruhlah toples kecil di atas gabus, setelah toples kecil diisi air panas tentunya

5 4. Tunggu beberapa saat lalu bandingkan dengan air panas di toples kecil lain yang nggak didalam toples besar dengan thermometer. 2. Prinsip kerja termos air Prinsip kerja termos itu sederhana. Termos menggunakan bahan yang bersifat adiabatik. Bahan adiabatik 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. Nah dengan menggunakan bahan adiabatik ini termos mampu mempertahankan suhu air yang berada di dalamnya. Termos merupakan contoh sistem yang mendekati Sistem terisolasi dalam termodinamika, karena sistem terisolasi tidak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Termos air terbuat dari tabung kaca yang berongga dan berwarna putih mengikap (spt cermin). susunannya yang paling dalam adalah kaca tersebut, kemudian ada celah udara dan terakhir dinding termos. jadi antara didnding termos dengan tabung ada lapisan udara. Elemen utama termos air adalah tabung kaca yang hampa udara di sekeliling termos tersebut (seperti gelas, tapi pinggirnya tebal & hampa udara di tengahnya bukan solid/pejal seperti pinggiran gelas). Sedangkan penutup luarnya (biasanya terbuat dari aluminium) berfungsi sebagai isolator antara tabung kaca dengan udara sekitar. Prisip kerjanya kalor yang masuk dalam tabung tidak bisa merambat keluar karena dihambat oleh kaca yg mempunyai warna putih dan mengkilap (warna putih dan mengkilap itu menyerap sedikit kalor dibandingkan dgn warna gelap), kemudian kalor dihambat oleh celah yg hampa udara pada tabung kaca, setelah itu masih dihambat lagi sama celah udara antara tabung dan dinding (karena udara adalah penghantar panas yg kurang baik) dan terakir adalah panas dihambat keluar oleh dinding termos yg biasa terbuat dr plastik ato logam yg penghantar panasnya kurang baik. Jadi dengan adanya tabung tersebut suhu di dalam termos tetap terjaga karena hampa udara menghambat perambatan panas melalui udara.dan panas air tak bisa merambat keluar baik secara konveksi maupun konduksis. Di dalam termos terdapat Proses adiabatic yang tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = U), sehingga tidak memungkinkan terjadinya interaksi, antara sistem dengan lingkungan, tidak ada perpindahan kalor antara sistem dalam termos dengan lingkungannya. Akibatnya tidak

6 terjadi pertukaran temperature, maka dari itu suhu air dalam termos akan tetap. 3. Penerapan hukum termodinamika 1 dalam prinsip kerja termos air Penerapan hukum termodinamika yang 1 pada termos air terjadi pada Proses adiabatik. Karena pada proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = U), sehingga tidak memungkinkan terjadinya interaksi, antara sistem dengan lingkungan, tidak ada perpindahan kalor antara sistem dalam termos dengan lingkungannya. Akibatnya tidak terjadi pertukaran temperature, maka dari itu suhu air dalam termos akan tetap. Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p 1 dan V 1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p 2 dan V 2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).

7 BAB III PENUTUP A. Simpulan 1. Suhu di dalam termos tetap terjaga karena hampa udara menghambat perambatan panas melalui udara.dan panas air tak bisa merambat keluar baik secara konveksi maupun konduksis. 2. Hukum yang berhubungan dengan prinsip kerja termos air adalah hukum yang pertama yairtu pada proses adiabatic, Karena pada proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = U), sehingga tidak memungkinkan terjadinya interaksi, antara sistem dengan lingkungan, tidak ada perpindahan kalor antara sistem dalam termos dengan lingkungannya. B. Saran 1. Sebaiknya dalam pembuatan termos air, digunakan bahan yang terbuat dari bahan adiabatik.

8 DAFTAR PUSTAKA