Blog for Learning

This blog contains lesson material, material summary, questions and answers, definitions, types and examples, and others.

Advertisement

Powered by Blogger.

Visitors

Flag Counter

Pages

Kenapa kelvin dijadikan satuan internasional



Kenapa kelvin dijadikan satuan internasional

Assalamu'alaikum Wr Wb
Pada kesempatan kali ini saya akan membagikan materi fisika, kenapa kelvin dijadikan satuan internasional untuk suhu. telah kita ketahui bahwa satuan suhu yang sering kita gunakan adalah Celcius. Tetapi kenapa para ilmuan kok malah milih kelvin, bukannya Celcius. sebelum menjelaskan lebih panjang lagi. Simak terlbih dahulu sejarahnya di bawah ini.
                          

             Thomson sangat ingin tahu tentang sifat suhu. Secara khusus dia tertarik pada Charles 'hukum, ditulis oleh fisikawan Perancis Jacques-Alexandre-César Charles. Hukum-Nya menyatakan bahwa ketika gas didinginkan dari 0˚ celsius, berkurang volumenya 1 / 273 untuk setiap derajat drop. Meskipun undang-undang ini telah terbukti dan terbukti lagi, hal itu disajikan implikasi yang mengganggu: jika suhu dikurangi menjadi -273° C, volume gas akan berkurang menjadi 0 (kehilangan 273/273). Tidak ada ilmuwan yang bisa menjelaskan bagaimana masalah itu tidak mengambil volume - yaitu, sampai Thomson.


             Thomson mengusulkan pada tahun 1848 bahwa itu adalah gas 'energi gerak, bukan volumenya, yang menurun oleh suhu jatuh. At-273 ° C, tingkat energi akan mencapai nol; molekul akan berhenti bergerak, dan itu akan efektif mengambil tidak ada ruang. Karena tidak ada pengurangan lebih lanjut suhu dapat terjadi, Thomson berlabel -273 ° C sebagai nol mutlak.


             Konsep nol mutlak sangat berguna dalam penciptaan dan verifikasi dari banyak teori termodinamika. Thomson cepat memperkenalkan skala temperatur baru, yang disebut skala mutlak, dengan titik terendah akhir ini sebagai nol. Pada dasarnya yang kembali bekerja dari skala celsius dengan semua dikurangi dengan suhu 273 derajat; pada skala ini, sekarang dikenal sebagai skala Kelvin, titik beku air berdiri di 273 K, titik didih pada 373 Thomson K. 's skala pada akhirnya akan menjadi alat instrumental James Clerk Maxwell's mengembangkan teori kinetik gas. Thomson pada tahun 1851 terus meningkatkan reputasinya sebagai dominan Britain's thermophysicist dengan memperkenalkan gagasan bahwa semua energi mengalir ke bawah, menghilangkan diri ke dalam lingkungan sebagai panas. Konsep degradasi ini kemudian dieksplorasi oleh Rudolf Clausius dan kembali diperkenalkan dalam yang lebih jelas dan lebih eksplisit bentuk sebagai Hukum Kedua Termodinamika, lebih dikenal sebagai entropi.


A.    Skala kelvin dapat mengukur suhu dibawah 0 derajat.
             Skala kelvin jika dibandingkan dengan skala celcius dan fahrenheit dapat mengukur suhu dibawah 0 derajat. jika diketahui P1 adalah tekanan gas untuk suhu titik es (0˚ C) dan P2 adalah tekanan gas untuk suhu titik uap (100° C) maka garis miring yang ditarik ke kiri sampai memotong sumbu T° C (suhu), kita akan menemukan bahwa ketika tekanan gas = 0, maka besar suhu = -273,15° C

             Nol mutlak atau nol absolut adalah suhu di mana molekul tidak bergerak (relatif terhadap molekul lain secara keseluruhan). Berada pada temperatur yang rendah memiliki beberapa konsekuensi termodinamika, contohnya, pada nol absulot semua gerakan molekular tidak berhenti tetapi tidak memiliki energi yang cukup untuk berpindah ke sistem lain. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa pada temperatur 0 Kelvin energi molekular bernilai minimal. Berdasarkan kesepakatan internasional, nol absolut didefinisikan sebagai temperatur 0 pada skala Kelvin, dan −273.15° pada skala Celsius.


B.     Kelvin dapat menentukan kondisi dari zat yang akan diukur secara lebih universal.
Termometer selain Kelvin, yaitu Celcius, Reamur, dan Fahrenheit titik atas dan titik bawahnya ditentukan oleh titik didih dan titik beku air. Ya, untuk Celcius dan Reamur titik beku air adalah 0 sedangkan pada Fahrenheit itu dimulai dari 32. Sedangkan untuk titik didih air pada termometer Celcius adalah 100, pada Reamur adalah 80, dan untuk Fahrenheit pada 212. Jadi, dari ketiga termometer tersebut yang membedakan hanyalah skala dalam termometer tersebut sedangkan untuk pengkalibrasiannya (acuan) tetap sama, yaitu kondisi air. Sehingga apabila diterapkan untuk suatu sistem yang lebih universal (misal gas dalam suhu yang sangat rendah) ketika dilakukan perhitungan-perhitungan fisis (misal energi kinetik) akan menghasilkan angka yang kurang cantik.

    Contoh: Berapakah energi kinetik dari gas hidrogen ketika temperaturnya adalah -100 derajat Celcius?

     Jawab: Seperti kita ketahui bahwa rumus untuk menghitung energi kinetik gas adalah:
    Ek = 3/2.k.T
    Sehingga apabila kita gunakan jenis temperatur Celcius maka akan menghasilkan:
    Ek = 3/2 k (-100) = -150.k
    Apabila digunakan Fahrenheit:
    Ek = 3/2. k. (-148) = -222.k
    Sedangkan untuk Reamur:
    Ek = 3/2.k.(-80) = -120.k

Kalau kita perhatikan maka nilai energi kinetik dari hasil temperatur-temperatur tersebut akan bernilai negatif. Nah, yang menjadi masalah adalah, apakah arti dari nilai energi kinetik yang negatif tersebut?

Ya, itulah permasalahan yang akan kita temui apabila menggunakan temperatur selain Kelvin. Kita akan mungkin untuk mendapatkan nilai energi kinetik yang bernilai negatif. Berbeda apabila kita menggunakan temperatur Kelvin. Skala yang digunakan pada temperatur Kelvin bukan ditentukan berdasarkan kondisi air melainkan ditentukan berdasarkan kondisi gerakan molekulernya. Di dalam Kelvin titik bawahnya yaitu 0 K menandakan bahwa pada suhu tersebut secara termodinamika akan berhenti bergerak. Sehingga dapat dikatakan bahwa (mungkin) tidak ada benda yang memiliki suhu di bawah 0 K tersebut. Karena itulah fisikawan lebih memilih Kelvin dibandingkan dengan temperatur lain. Nilai 0 dalam Kelvin bersifat absolut. Sehingga dengan menggunakan Kelvin kita tidak akan menemukan energi kinetik dari suatu zat akan bernilai negatif. Ya, coba saja kerjakan soal di atas dengan Kelvin.

Jadi, dengan menggunakan temperatur Kelvin kita dapat menentukan kondisi dari zat yang akan kita ukur tersebut secara lebih universal. Baik dalam pengukuran termiknya maupun mekaniknya. Sebagai tanda untuk menunjukkan bahwa Kelvin adalah acuan standar maka dibedakan cara menulis satuan Kelvin dibandingkan dengan temperatur lain. Dalam menulis Kelvin itu tidak perlu digunakan derajat tidak seperti lainnya yang sebelum huruf satuannya didahului dengan derajat. Selain itu, alasan penulisan tersebut adalah untuk menunjukkan satuan lain selain Kelvin merupakan skala ukuran sedangkan Kelvin adalah unit ukuran.


Selain alasan-alasan diatas, ada juga alasan lain mengapa Kelvin dijadikan satuan suhu internasional, yaitu karena sudah ada perjanjiannya yaitu CGPM 13 Tahun 1967, dengan berbagai asalan seperti berikut :
·         Penghitungan berdasarkan matriks air serta mempunya ketelitian sampai 108 dinilai akurat dan tepat.
·         Penggunaan dalam kimia dan teknik lebih cenderung ke suhu es. Penggunaan celcius repot karena harus menggunakan angka minus. Kelvin tidak perlu menggunakan angka minus yang tentunya mempermudah penghitungan.

Sumber :

Sekian postingan saya hari ini, semoga bermanfaat.
Wassalamu'alaikum Wr Wb

0 Komentar untuk "Kenapa kelvin dijadikan satuan internasional"

Silahkan berkomentar sesuai artikel

 
Template By Kunci Dunia
Back To Top