MAKALAH
KELOMPOK
PERKEMBANGAN
MEKANIKA dan ILMU PANAS TIAP PERIODE
Untuk melengkapi salah satu tugas
mata kuliah Sejarah Fisika dengan dosen pengampu Ibu Wari Prastiti, M.Pd.
Disusun
Oleh :
1.
Frendi
Maulana
|
10330666
|
2.
Eni
vitriani
|
10330670
|
3.
Feni
hardianti
|
10330667
|
FAKULTAS
KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH METRO
2012
KATA
PENGANTAR
Puji
syukur kehadirat Allah SWT karena dengan rahmat dan karunia-Nyalah sehingga
penyusunan makalah ini dapat diselesaikan.
MAKALAH
ini merupakan salah satu tugas kelompok dari materi sejarah fisika. Selesainya
penyusunan makalah ini berkat bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada
kesempatan ini penulis sampaikan terima kasih dan penghargaan
setinggi-tingginya kepada yang terhormat :
- Wari Prastiti, M.pd selaku Dosen Pengampu Mata Kuliah Sejarah Fisika yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam pelaksanaan bimbingan, pengarahan, dorongan dalam rangka penyelesaian penyusunan makalah ini.
- Rekan-rekan semua di Kelas Pendidikan Fisika B FKIP UM Metro.
- Secara khusus penulis menyampaikan terima kasih kepada keluarga tercinta yang telah memberikan dorongan dan bantuan serta pengertian yang besar kepada penulis, baik selama mengikuti perkuliahan maupun dalam menyelesaikan makalah ini.
Serta kerabat-kerabat dekat dan
rekan-rekan seperjuangan yang penulis banggakan. Semoga Allah SWT, memberikan
balasan atas kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Penulis menyadari
makalah ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu, kritik dan saran yang
sifatnya konstruktif sangat diharapkan oleh penulis. Akhirnya penulis berharap
semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berkompeten. Amin.
Metro,Desember
2012
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN
JUDUL........................................................................... i
KATA PENGANTAR......................................................................... ii
DAFTAR ISI....................................................................................... iii
BAB I
PENDAHULUAN.................................................................... 1
BAB II
PEMBAHASAN...................................................................... 2
1. MEKANIKA
a.perkembangan
mekanika klasik.............................................. 2
b.perkembangan
mekanika modern........................................... 12
2. ILMU PANAS
a.sejarah perkembangan ilmu panas.......................................... 13
b.hukum termodinamika............................................................. 13
c. tokoh
ilmuwan penemu termodinamika.................................. 16
BAB III
PENUTUP............................................................................. 22
DAFTAR
PUSTAKA.......................................................................... 22
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Mekanika merupakan cabang ilmu
fisika tertua yang berhubungan dengan materi (benda), yaitu ilmu yang
mempelajari gerak benda, baik benda yang diam (statika) maupun benda yang
bergerak (kinematika dan dinamika). Kinematika merupakan ilmu fisika yang
mempelajari gerak suatu benda tanpa memperhatikan penyebab gerak benda
tersebut, sedangkam dinamika merupakan ilmu fisika yang mempelajari gerak suatu
benda dengan memperhatikan atau memperhitungkan penyebab gerak benda tersebut.
Masalah mekanika merupakan hal
yang cukup penting dalam perkembangan ilmu fisika untuk kita pelajari karena
masalah mekanika sangat erat kaitannya dengan peristiwa yang tejadi dalam
kehidupan kita sehari-hari. Sebagaimana kita ketahui bahwa fisika merupakan
ilmu yang mempelajari gejala alam yang dapat diamati dan diukur, dan kasus
mekanika merupakan salah satu gejala alam yang dapat diamati dan diukur.
Dalam perkembangannya, mekanika
dibagi dalam menjadi dua yaitu mekanika klasik dan mekanika kuantum. Mekanika
klasik dititik beratkan pada benda-benda yang bergerak dengan kecepatan jauh
dibawah kecepatan cahaya, sedangkan mekanika kuantum dititik beratkan
pada benda-benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya.
Berdasarkan alasan di atas maka kita
perlu mengetahui sejarah perkembangan mekanika tiap periodisasi sejarah fisika.
B. RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana perkembangan mekanika dan
ilmu panas tiap periode?
2. Siap Tokoh yang berpengaruh pada
kedua perkembangan ilmu tersebut? .
C. TUJUAN
1.
Mengetahui perkembangan mekanika dan ilmu panas pada tiap periode.
BAB II
PEMBAHASAN
A. MEKANIKA
Dalam perkembangannya, mekanika
dibagi dalam menjadi dua yaitu mekanika klasik dan mekanika kuantum.
1.
PERKEMBANGAN MEKANIKA KLASIK
Perkembangan mekanika klasik didasarkan
pada perkembangan sejarah fisika, yaitu :
Periode I ( Pra Sains ...
sampai dengan 1550 M )
1.
Aristoteles ( 384-332 SM )
Aristoteles dilahirkan di kota
Stagira, Macedonia, 384 SM. Ayahnya seorang ahli fisika kenamaan. Pada umur
tujuh belas tahun Aristoteles pergi ke Athena belajar di Akademi Plato. Dia
menetap di sana selama dua puluh tahun hingga tak lama Plato meninggal dunia.
Dari ayahnya, Aristoteles mungkin memperoleh dorongan minat di bidang biologi
dan "pengetahuan praktis".
Aristoteles merupakan orang
pertama pada periode ini yang mengemukakan cabang
mekanika yang berurusan dengan hubungan timbal balik antara gerak dan
gaya yaitu bidang dinamika. Ia mengemukakan suatu argumen tentang sifat bawaan
dari berbagai benda yang memberikan alasan untuk berbagai sifat tersebut dalam
daya intrinsik khusus dari benda itu sendiri.
Aristoteles membedakan dua jenis
gerak yaitu gerak alamiah (pure motion) dan gerak paksa (violent motion).
Menurutnya tiap unsur memiliki “tempat alamiah” di alam semesta ini seperti di
pusat bumi yang dikelilingi oleh air udara dan api. Dengan cara serupa,
tiap unsur memiliki suatu gerak alamiah untuk bergerak kearah tempat alamiahnya
jika ia tidak ada di sana. Umumnya, bumi dan air memiliki sifat berat, yaitu
cenderung bergerak ke bawah, sementara udara dan api memiliki sifat levitasi,
yaitu cenderung bergerak ke atas. Gerak alamiah ether adalah melingkar, dan
ether selalu dalam tempat alamiahnya.
Gerak paksa disebabkan oleh gaya
luar yang dikenakan dan boleh ke sembarang arah. Gerak tersebut akan berhenti
segera setelah gaya dihilangkan.
Salah satu kekurangan dinamika
Aristoteles
adalah bahwa kecepatan sebuah benda akan menjadi tak hingga jika tak ada resistansi
terhadap geraknya. Adalah sukar sekali bagi para penganut aliran Aristoteles (Aristotelian) untuk membayangkan gerak
tanpa resistansi. Memang, kenyataan bahwa gerak seperti itu akan menjadi cepat
secara tak terhingga jika tak ada gesekan dengannya seperti seperti benda yang
bergerak di ruang kosong.
Teori Aristoteles bahwa gerak paksa
membutuhkan suatu gaya yang bekerja secara kontinyu ternyata bisa disangkal
dengan memandang gerak proyektil. Aristoteles mencontohkan pada sebuah anak
panah yang ditembakkan dari sebuah busur akan tetap bergerak untuk beberapa
jarak meskipun jelas-jelas tidak selamanya didorong. busur entah bagaimana
memberi suatu “daya gerak” kepada udara, yang kemudian mempertahankan anak
panah tetap bergerak. Penjelasan ini sangat tidak meyakinkan, dan masalah gerak
peluru terus berlanjut hinga membuat kesal para Aristotelian selama
berabad-abad.
2 Archimedes (287-212
SM)
Archimedes ilmuwan Yunani abad ke-3
SM. Archimedes adalah seorang arsitokrat. Archimedes adalah anak astronom
Pheidias yang lahir di Syracuse, koloni Yunani yang sekarang dikenal dengan
nama Sisilia. Membicarakan Archimedes tidaklah lengkap tanpa kisah insiden
penemuannya saat dia mandi. Saat itu dia menemukan bahwa hilangnya berat
tubuh sama dengan berat air yang dipindahkan.
Cabang lain mekanika adalah statika. Ia merupakan studi benda-benda
diam karena kombinasi berbagai gaya. Perintis bidang ini adalah Archimedes..”
Archimedes adalah orang yang
mendasarkan penemuannya dengan eksperiman. Sehingga, ia dijuluki Bapak IPA
Eksperimental.
3. Eratoshenes
(273 – 192 SM)
Eratoshenes
melakukan penghitungan diameter bumi pada tahun 230 SM. Dia menengarai bahwa
kota Syene di Mesir terletak di equator, dimana matahari bersinar vertikal
tepat di atas sumur pada hari pertama musim panas. Eratoshenes mengamati
fenomena ini tidak dari rumahnya, dia menyimpulkan bahwa matahari tidak akan
pernah mencapai zenith di atas rumahnya di Alexandria yang berjarak 7° dari
Syene. Jarak Alexandria dan Syene adalah 7/360 atau 1/50 dari lingkaran bumi
yang dianggap lingkaran penuh adalah 360°. Jarak antara Syene sampai Alexandria
+/- 5000 stade. Dengan dasar itu dibut prakiraan bahwa diameter bumi berkisar: 50x5000 stade = 25.000stade = 42.000Km.
Pengukuran tentang
diameter bumi diketahui adalah 40.000 km. Ternyata, astronomer jaman kuno juga
tidak kalah cerdasnya, dengan deviasi kurang dari 5%.
Periode II ( Awal Sains
1550-1800 M )
1. Galileo ( 1564 M - 1642 M)
Ilmuwan Itali besar ini mungkin
lebih bertanggung jawab terhadap perkembangan metode ilmiah dari siapa pun
juga.
Aristoteles mengajarkan, benda yang
lebih berat jatuh lebih cepat ketimbang benda yang lebih ringan, dan
bergenerasi-generasi kaum cerdik pandai menelan pendapat filosof Yunani yang
besar pengaruh ini. Tetapi, Galileo memutuskan mencoba dulu benar-tidaknya, dan
lewat serentetan eksperimen dia berkesimpulan bahwa Aristoteles keliru.
Yang benar adalah, baik benda berat
maupun ringan jatuh pada kecepatan yang sama kecuali sampai batas mereka
berkurang kecepatannya akibat pergeseran udara.
Galileo melakukan eksperimen ini di
menara Pisa (Kebetulan, kebiasaan Galileo melakukan percobaan melempar benda
dari menara Pisa tampaknya tanpa sadar). Pada satu sisi benda ringan akan
menghambat benda berat dan benda berat akan mempercepat benda ringan, dan
karena itu kombinasi tersebut akan bergerak pada suatu laju pertengahan. Di
lain pihak benda-benda yang dipadu bahkan akan membentuk benda yang lebih
berat, yang karena itu harus bergerak lebih cepat dari pada yang pertama atau
salah satunya.
Mengetahui hal ini, Galileo
mengambil langkah-langkah lebih lanjut. Dengan hati-hati dia mengukur jarak
jatuhnya benda pada saat yang ditentukan dan mendapat bukti bahwa jarak yang
dilalui oleh benda yang jatuh adalah berbanding seimbang dengan jumlah detik
kwadrat jatuhnya benda. Penemuan ini (yang berarti penyeragaman percepatan)
memiliki arti penting tersendiri. Bahkan lebih penting lagi Galileo
berkemampuan menghimpun hasil penemuannya dengan formula matematik.
Sumbangan besar Galileo lainnya
ialah penemuannya mengenai hukum kelembaman (inersia). Sebelumnya, orang
percaya bahwa benda bergerak dengan sendirinya cenderung menjadi makin pelan
dan sepenuhnya berhenti kalau saja tidak ada tenaga yang menambah kekuatan agar
terus bergerak. Tetapi
percobaan-percobaan Galileo membuktikan bahwa anggapan itu keliru.
Bilamana kekuatan melambat seperti misalnya pergeseran, dapat dihilangkan,
benda bergerak cenderung tetap bergerak tanpa batas.
Analisis Galileo mencapai resolusi
akhir dari masalah gerak peluru. Dia juga memperlihatkan bagaimana komponen-komponen
horisontal dan vertikal dari gerak peluru bergabung menghasilkan lintasan
parabolik. Galileo menganggap bahwa sebuah benda yang menggelinding ke bawah
pada suatu bidang miring adalah dipercepat seragam yaitu, kecepatannya
bertambah dengan besar yang sama dalam tiap interval waktu yang kecil.
Dia kemudian menunjukkan bahwa asumsi ini dapat diuji dengan mengukur jarak
yang dilalui, dari pada mencoba mengukur kecepatan secara langsung.
2. Descartes ( 1596 M
– 1661 M )
Rene Descartes lahir Di desa La Haye
tahun 1596, filosof, ilmuwan, matematikus Perancis yang tersohor abad 17. Waktu
mudanya dia sekolah Yesuit, College La Fleche.
Begitu umur dua puluh dia dapat
gelar ahli hukum dari Universitas Poitiers walau tidak pernah mempraktekkan
ilmunya samasekali. Meskipun Descartes memeperoleh pendidikan baik, tetapi dia
yakin betul tak ada ilmu apa pun yang bisa dipercaya tanpa matematik. Karena
itu, bukannya dia meneruskan pendidikan formalnya,
melainkan ambil keputusan kelana
keliling Eropa dan melihat dunia dengan mata kepala sendiri. Hukum Gerak
Descartes terdiri atas dua bagian, dan memprediksi hasil dari benturan antar
dua massa:
1. bila dua benda memiliki massa dan
kecepatan yang sama sebelum terjadinya benturan, maka keduanya akan terpantul
karena tumbukkan, dan akan mendapatkan kecepatan yang sama dengan sebelumnya.
2. bila dua benda memiliki massa yang
sama, maka karena tumbukkan tersebut, benda yang memiliki massa yang lebih
kecil akan terpantul dan menghasilkan kecepatan yang sama dengan yang memiliki
massa yang lebih besar. Sementara, kecepatan dari benda yang bermassa lebih
besar tidak akan berubah.
Descartes
telah memunculkan hukum ini berdasarkan pada perhitungan simetris dan suatu
gagasan bahwa sesuatu harus ditinjau dari proses tumbukkan.
Sayangnya, gagasan Descartes
memiliki kekurangan yang sama dengan gagasan Aristoteles yaitu masalah
diskontinuitas.
Descartes menerima prinsip Galileo
bahwa benda-benda cenderung untuk bergerak dalam garis lurus, dia beranggapan
bahwa tidak pernah ada sembarang ruang kosong ke dalam mana sebuah benda dapat
bergerak. maka konsekuensinya adalah satu-satunya gerak yang mungkin
adalah rotasi dari suatu kumpulan partikel-partikel..
Pengaruh besar lain dari konsepsi
Descartes adalah tentang fisik alam semesta. Dia yakin, seluruh alam kecuali
Tuhan dan jiwa manusia bekerja secara mekanis, dan karena itu semua peristiwa
alami dapat dijelaskan secara dan dari sebab-musabab mekanis. Atas dasar ini
dia menolak anggapan-anggapan astrologi, magis dan lain-lain ketahayulan.
Descartes menyukai suatu alam dengan
suatu mekanisme mesin jam yang besar sekali, yaitu alam yang mekanistik, yang
diciptakan oleh Tuhan dengan suatu pasokan materi dan gerak yang tetap. Agar
mesin dunia tidak “berhenti akhirnya”, dia berasumsi bahwa kapanpun dua
partikel bertumbukan, daya dorong atau momentum total mereka harus tetap tak
berubah.
Descartes
mendefinisikan momentum sebagai perkalian massa dan kecepatan, mv. Ini tidak sepunuhnya
benar kecuali “kecepatan” diperlakukan sebagai sebuah vektor yaitu suatu
besaran yang memiliki arah tertentu di dalam ruang sehingga kecepatan-kecepatan
yang sama dalam arah belawanan akan saling menghilangkan.
3. Torricelli (1608 M – 1647 M) dan
Evangelista Torricelli (1608-1647), fisikawan Italia kelahiran
Faenza dan belajar di Sapienza College Roma. Ia menjadi
sekretaris Galileo selama 3
bulan sampai Galileo wafat pada tahun 1641. Tahun 1642 ia menjadi
profesor matematika di Florence. Pada tahun
1643 ia
menetapkan tentang tekanan
atmosfer dan menemukan alat untuk mengukurnya, yaitu barometer.
Pada tahun
1643, Torricelli membuat eksperimen sederhana, yang dinamakan Torricelli
Experiment, yaitu ia menggunakan sebuah tabung kaca kuat dengan panjang
kira-kira 1 m dan salah satu ujungnya tertutup. Dengan menggunakan sarung
menghadap ke atas. Dengan menggunakan corong ia menuangkan raksa dari botol ke
dalam tabung sampai penuh. Kemudian ia menutup ujung terbuka tabung dengan
jempolnya, dan segera membaliknya. Dengan cepat ia melepaskan jempolnya dari
ujung tabung dan menaruh tabung vertikal dalam sebuah bejana berisi raksa. Ia
mengamati permukaan raksa dalam tabung dan berhenti ketika tinggi kolom raksa
dalam tabung 76 cm di atas permukaan raksa dalam bejana. Ruang vakum
terperangkap di atas kolam raksa.
4. Otto von Guericke ( 1602 M – 1686 M)
Otto von Guericke (30
November 1602- 21 Mei 1686) adalah seorang ilmuwan Jerman,
pencipta, dan politikus. Prestasi ilmiah utama nya menjadi penetapan dari
ilmu fisika ruang hampa.Pada 1650 Guericke menemukan pompa udara. Guericke
menerapkan barometer ke ramalan cuaca untuk meteorologi.
Kemudiannya bidang kajianya dipusatkan pada listrik, tetapi sangat
sedikit hasil nya. Ia menemukan generator elektrostatik yang pertama, “
Elektrisiermaschine”.
5.
Blaise Pascal ( 1623 M -1662 M )
Blaise Pascal (19 Juni 1623- 19Agustus 1662) adalah ilmuwan
Perancis Ahli matematik, ahli ilmu fisika, dan ahli filsafat religius. Dalam
bidang fisika, khususnya mekanika, dia melakukan percobaan dengan cara mengukur beda tinggi
barometer di dasar dan di puncak gunung.
Dari
keterangan-keterangannya itu nantinnya dia mengemukakan prinsip hidrostatik
yang kita kenal dengan Hukum Pascal, yaitu “Jika suatu zat cair dikenakan
tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala arah sama besar dengan tidak
bertambah atau berkurang kekuatannya”.
6.
Isaac Newton ( 1642 M – 1727 M )
Isaac Newton
(1642-1727), lahir di
Woolsthrope, Inggris. Dia lahir di tahun kematian Galileo. Penemuan-penemuan Newton yang
terpenting adalah di bidang mekanika, pengetahuan sekitar bergeraknya sesuatu
benda didasarkan pada tiga hukum fundamental. Hukum pertamanya adalah hukum inersia Galileo, Galileo
merupakan penemu pertama hukum yang melukiskan gerak sesuatu obyek apabila
tidak dipengaruhi oleh kekuatan luar.
Tentu saja pada dasarnya semua obyek
dipengaruhi oleh kekuatan luar dan persoalan yang paling penting dalam ihwal
mekanik adalah bagaimana obyek bergerak dalam keadaan itu.
Masalah ini dipecahkan oleh Newton
dalam hukum geraknya yang kedua dan termasyhur dan dapat dianggap sebagai hukum
fisika klasik yang paling utama. Hukum
kedua (secara matematik dijabarkan dengan persamaan F = m.a atau a =
F/m) menetapkan bahwa percepatan obyek adalah sama dengan gaya netto dibagi
massa benda.
Hukum kedua Newton memiliki bentuk
sama seperti hukum dinamika Aristoteles, v = kF/R, dengan dua
perbedaan penting. Yang satu adalah bahwa gaya menghasilkan percepatan dari
pada kecepatan, sehingga dalam ketidak hadiran gaya, kecepatan tetap konstan
(hukum pertama). Perbedaan yang lain adalah bahwa hambatan terhadap gerak
adalah disebabkan oleh massa benda itu sendiri, terhadap medium di mana
ia bergerak. hukum ketiganya yang masyhur tentang gerak (menegaskan bahwa
pada tiap aksi, misalnya kekuatan fisik, terdapat reaksi yang sama dengan yang
bertentangan) serta yang paling termasyhur penemuannya tentang kaidah ilmiah
hukum gaya berat universal.
Newton juga membedakan antara massa
dan berat. Massa adalah sifat intrinsik suatu benda yang mengukur resistansinya
terhadap percepatan, sedangkan berat adalah sesungguhnya suatu gaya,
yaitu gaya berat yang bekerja pada sebuah benda. Jadi berat W sebuah
benda adalah W = mag, di mana ag
adalah percepatan karena gravitasi. Keempat perangkat hukum ini, jika
digabungkan, akan membentuk suatu kesatuan sistem yang berlaku buat seluruh
makro sistem mekanika, mulai dari ayunan pendulum hingga gerak planet-planet
dalam orbitnya mengelilingi matahari.
Diantara banyak prestasi Newton, ada
satu yang merupakan penemuan terbesar ialah ‘Hukum Gravitasi’. Pada penemuan ini, Newton menggunakan
dengan baik penemuan penting sebelumnya tentang pergerakan angkasa yang dibuat
oleh Kepler dan yang lainnya. Newton menyadari hukum semacam ini pada
pertengahan 1660. Pada masa kreatif ini, ia menulis hampir satu abad kemudian
bahwa,“Saya menarik kesimpulan bahwa kekuatan yang menjaga planet-planet pada
orbitnya pasti berbanding terbalik sama dengan kuadrat dari jarak mereka dengan
pusat dimana mereka berevolusi”. Diungkapkan sebagai sebuah persamaan
di mana F gaya gravitasi diantara
dua benda bermassa m1 dan m2, r
adalah jarak antara pusat-pusatnya, dan G adalah tetapan gravitasi . Gerak
sebuah planet mengelilingi matahari adalah suatu kombinasi gerak garis lurus
yang ia harus miliki jika tak ada gaya yang bekerja kepadanya dan percepatannya
karena gaya gravitasi matahari.
Periode III ( Fisika Klasik 1800 M -1890 (1900 ) M )
1. Daniel Bernoulli (1700 M – 1780 M)
Daniel Bernoulli ( 8 Pebruari 1700 – 17 Maret
1782) adalah ilmuwan swiss Ahli matematik. Keahlian
matematikanya untuk diaplikasikan ke mekanika, terutama ilmu mekanika zat cair
(fluida) dan gas. Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika
fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida,
peningkatan
pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut.
Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang
menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup
sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama.
2.
Leonhard Euler ( 1707 M – 1783 M )
Leonard Euler lahir tahun 1707 di
Basel, Swiss. Dia diterima masuk Universitas Basel tahun 1720 tatkala umurnya
baru mencapai tiga belas tahun. Euler khusus ahli mendemonstrasikan bagaimana
hukum-hukum umum mekanika, yang telah dirumuskan di abad sebelumnya oleh Isaac
Newton, dapat digunakan dalam jenis situasi fisika tertentu yang terjadi
berulang kali.
Misalnya, dengan menggunakan hukum
Newton dalam hal gerak cairan, Euler sanggup mengembangkan persamaan
hidrodinamika. Juga, melalui analisa yang cermat tentang kemungkinan gerak dari
barang yang kekar, dan dengan penggunaan prinsip-prinsip Newton. Dan Euler
berkemampuan mengembangkan sejumlah pendapat yang sepenuhnya menentukan gerak
dari barang kekar. Dalam praktek, tentu saja, obyek benda tidak selamanya mesti
kekar. Karena itu, Euler juga membuat sumbangan penting tentang teori
elastisitas yang menjabarkan bagaimana benda padat dapat berubah bentuk lewat
penggunaan tenaga luar.
Pengetahuan modern dan
teknologi akan jauh tertinggal di belakang, tanpa adanya formula Euler,
rumus-rumusnya, dan metodenya. Sekilas pandangan melirik indeks textbook
matematika dan fisika akan menunjukkan penjelasan-penjelasan ini sudut Euler
(gerak benda keras); kemantapan Euler (deret tak terbatas); keseimbangan Euler
(hydrodinamika); keseimbangan gerak Euler (dinamika benda keras); formula Euler
(variabel kompleks); penjumlahan Euler (rentetan tidak ada batasnya), curve
polygonal Eurel (keseimbangan diferensial); pendapat Euler tentang keragaman
fungsi (keseimbangan diferensial sebagian); transformasi Euler (rentetan tak
terbatas); hukum Bernoulli-Euler (teori elastisitis); formula Euler-Fourier
(rangkaian trigonometris); keseimbangan Euler-Lagrange (variasi kalkulus,
mekanika); dan formula Euler-Maclaurin (metode penjumlahan) itu semua
menyangkut sebagian yang penting-penting saja.
3. Hamilton
Jika ditinjau gerak partikel yang
terkendala pada suatu permukaan bidang, maka diperlukan adanya gaya tertentu
yakni gaya konstrain yang berperan mempertahankan kontak antara partikel
dengan permukaan bidang. Namun tak selamanya gaya konstrain yang beraksi terhadap partikel dapat diketahui.
Pendekatan Newtonian memerlukan informasi gaya total yang beraksi pada
partikel. Gaya total ini merupakan keseluruhan gaya yang beraksi pada partikel,
termasuk juga gaya konstrain. Oleh karena itu, jika dalam kondisi khusus
terdapat gaya yang tak dapat diketahui, maka pendekatan Newtonian tak berlaku.
Sehingga diperlukan pendekatan baru dengan meninjau kuantitas fisis lain yang
merupakan karakteristik partikel, misal energi totalnya. Pendekatan ini
dilakukan dengan menggunakan prinsip Hamilton, dimana persamaan
Lagrange yakni persamaan umum dinamika partikel dapat diturunkan dari
prinsip tersebut.
Prinsip Hamilton mengatakan, Dari
seluruh lintasan yang mungkin bagi sistem dinamis untuk berpindah dari satu
titik ke titik lain dalam interval waktu spesifik (konsisten dengan sembarang
konstrain), lintasan nyata yang diikuti sistem dinamis adalah lintasan yang
meminimumkan integral waktu selisih antara energi kinetik dengan energi
potensial.
4. Joseph-Louis
Lagrange
( 1736 M – 1813 M )
Persamaan gerak partikel yang
dinyatakan oleh persamaan Lagrange dapat diperoleh dengan meninjau energi
kinetik dan energi potensial partikel tanpa perlu meninjau gaya yang beraksi
pada partikel. Energi kinetik partikel dalam koordinat kartesian adalah fungsi
dari kecepatan, energi potensial partikel yang bergerak dalam medan gaya
konservatif adalah fungsi dari posisi.
Persamaan Lagrange merupakan persamaan gerak partikel sebagai
fungsi dari koordinat umum, kecepatan umum, dan mungkin waktu.
Waktu berpengaruh dalam persaman Lagrange dikarenakan persamaan
transformasi yang menghubungkan koordinat kartesian dan koordinat umum
mengandung fungsi waktu. Pada dasarnya, persamaan Lagrange ekivalen dengan
persamaan gerak Newton, jika koordinat yang digunakan adalah koordinat
kartesian.
Dalam mekanika Newtonian, konsep
gaya diperlukan sebagai kuantitas fisis yang berperan dalam aksi terhadap
partikel. Dalam dinamika Lagrangian, kuantitas fisis yang ditinjau adalah
energi kinetik dan energi potensial partikel. Keuntungannya, karena energi
adalah besaran skalar, maka energi bersifat invarian terhadap transformasi
koordinat. Dalam kondisi tertentu, tidaklah mungkin
atau sulit menyatakan seluruh gaya yang beraksi terhadap partikel, maka
pendekatan Newtonian menjadi rumit atau bahkan tak mungkin dilakukan.
2.
PERKEMBANGAN
MEKANIKA MODERN
a.
Mekanika Kuantum
1. Pada tahun
1900, Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi dapat dibagi-bagi menjadi
beberapa paket atau kuanta. Ide ini secara khusus digunakan untuk menjelaskan sebaran
intensitas radiasi yang dipancarkan oleh bendah hitam
2. Pada tahun
1905, Albert Einstein menjelaskan efek fotoelektrik dengan menyimpulkan bahwa
energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut foton.
3. Pada tahun
1913, Niels Bohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen dengan
penggunaan kuantisasi.
4. Pada tahun
1924, Louis de Broglie memberikan teorinya tentang gelombang benda.
5. Teori-teori di
atas, meskipun sukses, tetapi sangat fenomenologikal. Tidak ada penjelaskan
jelas untuk kuantisasi. Mereka dikenal teori kuantum lama.
6. Mekanika
kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg
mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrodinger menemukan mekanika
gelombang dan persamaan Schrodinger. Schrodinger beberapa kali menunjukkan
bahwa kedua pendekatan tersebut sama. Pada tahun 1927, Heinseberg merumuskan
prinsip ketidakpastiannya dan interpretasi Kopenhagen terbentuk dalam waktu
yang hampir bersamaan.
7. Tahun 1927,
Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum dengan relativitas khusus. Dia juga
menggunakan teori operator, termasuk nota bra-ket yang berpengaruh.
8. Pada tahun
1932, Neumann Janos merumuskan dasar matematika yang kuat untuk mekanika
kuantum sebagai teori operator.
9. Bidang kimia
kuantum dibuka oleh Walter Heitler dan Fritz London yang mempublikasikan
penelitian ikatan kovalen dari molekul hidrogen pada tahun 1927. Kimia kuantum
beberapa kali dikembangkan oleh pekerja dalam jumlah besar, termasuk kimiawan
Amerika, Linus Pauling.
10. Berawal pada
1927, percobaan dimulai untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di
luar partikel satuan yang menghasilkan teori medan kuantum. Pekerja awal dalam
bidang ini termasuk Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf dan Pascaul Jordan.
Bidang riset area ini dikembangkan dalam formulasi elektrodinamika kuantum oleh
Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger dan Tomonaga pada tahun
1940-an. Elektrodinamika kuantum adalah teori kuantum elektron, proton dan
medan elektromagnetik dan berlaku sebagai contoh untuk teori kuantum berikutnya.
11. Teori
Kromodinamika Kuantum diformulasikan pada awan 1960an. Teori yang kita kenal
sekarang ini diformulasikan oleh Polizter, Gross dan Wilzcek pada tahun 1975.
Pengembangan awal oleh Schwinger, Peter Higgs, Goldstone dan lain-lain..Sheldon
Lee Glashow, Steven Wienberg, dan Abdus Salam menunjukkan secara independen
bagaimana gaya nuklir lemah dan elektrodinamika kuantum dapat digabungkan
menjadi satu gaya lemah elektro.
b.
Relativitas Umum
Relativitas umum diperkenalkan oleh Albert Einstein pada
tahun 1916. Teori ini merupakan penjelasan gravitasi termutakhir dalam fisika
modern. Ia menyatukan teori Einstein sebelumnya dengan hukum gravitasi Newton.
B. ILMU PANAS
Sejarah Perkembangan Ilmu Termodinamika tiap Periode
Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak
bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti
mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali
perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan.
Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20
dan riset sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.
Hukum-Hukum
Dasar Termodinamika
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika,
yaitu:
1.
Hukum Awal
(Zeroth Law) Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa dua
sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam
saling setimbang satu dengan lainnya.
Hukum ini terkait dengan
kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem
termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai
ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.
2.
Hukum kedua
Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait
dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem
termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya
waktu, mendekati nilai
3.
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.
Peristiwa-Peristiwa
Penting Termodinamika
Pada dasarnya, termodinamika adalah ilmu yang mempelajari tentang panas
sebagai energi yang mengalir. Oleh karena itu, sejarah berkembangnya ilmu
termodinamika berawal sejak manusia mulai “memikirkan” tentang panas. Orang
yang pertama kali melakukannya adalah Aristoteles (350 SM). Dia mengatakan
bahwa panas adalah bagian dari materi
atau materi tersusun dari panas. Penalaran yang dilakukan oleh Aristoteles
diteruskan oleh Galileo Galilei (1593) yang menganggap bahwa panas adalah sesuatu yang dapat diukur dengan penemuannya berupa
termometer air. Beberapa abad setelahnya Sir Humphrey Davy dan Count
Rumford (1799) menegaskan bahwa
panas adalah sesuatu yang mengalir. Kesimpulan ini mendukung prinsip kerja
termometer, tapi membantah pernyataan Aristoteles. Seharusnya hukum ke-nol
termodinamika dirumuskan saat itu, tapi karena termodinamika belum berkembang
sebagai ilmu, maka belum terpikirkan oleh para ilmuwan. “dua sistem dalam
keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang
satu dengan lainnya”.
Pada tahun 1778, Thomas Alfa Edison memperkenalkan mesin uap pertama yang
mengkonvesi panas menjadi kerja mekanik. Mesin tersebut disempurnakan oleh
Sardi Carnot (1824). Saat itu, dia berupaya menemukan hubungan antara panas
yang digunakan dan kerja mekanik yang dihasilkan. Hasil pemikirannya merupakan
titik awal perkembangan ilmu termodinamika klasik dan beliau dianggap sebagai
Bapak Termodinamika.
Pada tahun 1845, James P. Joule menyimpulkan bahwa panas dan kerja adalah
dua bentuk energi yang satu sama lain dapat dikonversi. Kesimpulan ini didukung
pula oleh Rudolf Clausius, Lord Kelvin (William Thomson), Helmhozt, dan Robert
Mayer. Selanjutnya, para ilmuwan ini merumuskan hukum pertama termodinamika
(1850). Setahun sebelumnya, Lord Kelvin telah memperkenalkan istilah
termodinamika melalui makalahnya: An Account of Carnot’s Theory of the Motive
Power of Heat.
Buku pertama tentang termodinamika ditulis oleh William Rankine pada tahun
1859. “perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama
dengan total dari jumlah energi panas yang disuplai ke dalam sistem dan kerja
yang dilakukan terhadap sistem”
Setelah mempelajari mesin Carnot, Lord Kelvin, Planck, dan menyimpulkan
bahwa pada suatu mesin siklik tidak mungkin kalor yang diterima mesin diubah
semuanya menjadi kerja, selalu ada kalor yang dibuang oleh mesin. Hal ini
karena adalah sifat sistem yang selalu menuju ketidakteraturan, entropi (S)
meningkat. Saat itu hukum kedua termodinamika diperkenalkan (1860). Menurut
Clausius, besarnya perubahan entropi yang dialami oleh suatu sistem, ketika
sistem tersebut mendapat tambahan kalor (Q) pada temperatur tetap dinyatakan
melalui persamaan di bawah :
“total entropi dari suatu sistem
termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya
waktu, mendekati nilai maksimumnya”
Selama tahun 1873-1976, fisikawan matematika Amerika Josiah Willard Gibbs
menerbitkan tiga makalah, salah satunya adalah On the Equilibrium of
Heterogeneous Substances. Makalah tersebut menunjukkan bahwa proses
termodinamika dapat dijelaskan secara matematis, dengan mempelajari energi,
entropi, volume, temperatur dan tekanan sistem, sedemikian rupa untuk
menentukan apakah suatu proses akan terjadi secara spontan. Pada awal abad
ke-20, ahli kimia seperti Gilbert N. Lewis, Merle Randall, dan EA Guggenheim
mulai menerapkan metode matematis Gibbs tersebut untuk analisis proses kimia
yang disebut termodinamika kimia. Pada tahun 1885, Boltzman menyatakan bahwa
energi dalam dan entropi merupakan besaran yang menyatakan keadaan mikroskopis
sistem. Pernyataan ini mengawali berkembangnya termodinamika statistik, yaitu
pendekatan mikroskopis tentang sifat termodinamis suatu zat berdasarkan
perilaku kumpulan partikel-partikel yang menyusunnya. Dasar-dasar termodinamika
statistik ditetapkan oleh fisikawan seperti James Clerk Maxwell, W. Nernst,
Ludwig Boltzmann, Max Planck, Rudolf Clausius dan J. Willard Gibbs .Willard
Gibbs. Pada tahun 1906 Giauque dan W. Nernst merumuskan hukum ketiga
termodinamika yaitu
“pada saat
suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan
entropi sistem akan mendekati nilai minimum”
Pada tahun 1911, Einstein menyatakan bahwa massa merupakan perwujudan dari
energi (E=mc2). Hal ini kemudian dibenarkan oleh ilmuwan mekanika kuantum
(1900-1940) bahwa radiasi sebagai bentuk energi bisa bersifat sebagai partikel.
Pernyataan ini seakan-akan membenarkan penalaran Aristoteles sebelumnya bahwa
materi = energi. Pada tahun 1950, para ilmuwan, seperti Carl Anderson menemukan
adanya partikel antimateri yang bisa memusnahkan materi.
1. Tokoh Ilmuwan
Penemu Termodinamika
a. Benjamin
Thompson
Benjamin Thompson atau 'Count Rumford' (1753 – 1814) adalah penemu,
ilmuwan, negarawan, dan tentara terkenal kelahiran Amerika. Benjamin Thompson
dilahirkan di Woburn Utara, Massachusetts pada tanggal 26 Maret 1753 beragama
Anglican. Ayahnya adalah seorang petani dan meninggal ketika Benjamin Thompson
berumur 2 tahun. Ibunya, Ruth Simonds menikah
lagi dengan Josiah Pierce pada bulan Maret 1976. Di masa kecilnya, Benjamin
Thompson memiliki keterbatasan untuk sekolah sehingga dia lebih banyak belajar
sendiri dan kemudian mendapat banyak pengetahuan dari teman dan kenalannya.
Pada usia 13 tahun, Benjamin Thompson mulai melakukan beberapa pekerjaan
seperti menjadi juru tulis seorang importer, pedagang bahan kering dan kemudian
magang di Doctor John Hay of Woburn, dimana Thompson mendapatkan banyak
pengetahuan tentang ilmu medis.
Bakat Thompson dalam bekerja dengan alat mekanis dan kemampuan bahasanya
yang sangat baik membuat John Fowle,
salah satu guru lulusan Harvard, membantunya untuk belajar dengan Professor John
Winthrop di Harvard.
Pada tahun 1772, Thompson meninggalkan kota kelahirannya dan mengajar di
salah satu sekolah di Bradford, Massachusetts sambil mempelajari ilmu
pengetahuan pada Samuel Williams. Tidak beberapa lama kemudian, Thompson
berpindah mengajar di Concord, New Hampshire atas undangan dari Timothy Walker.
Di sana Benjamin Thompson hidup menumpang dan kemudian menikahi anak dari tuan rumahnya, Sarah Walker Rolfe yang merupakan janda kaya di daerah Concord.
Istrinyalah yang memperkenalkan Thompson pada Gubernur Wentworth dari New
Hampshire dan mengangkatnya menjadi mayor di New Hampshire Militia.
Pada saat revolusi Amerika meledak, Thompson diajak bergabung dengan
Amerika untuk melawan Inggis karena dia memiliki hubungan penting dengan
pemerintah Inggris namun dia menolak. Benjamin Thompson meninggalkan
keluarganya di Amerika pada tahun 1974 dan bergabung dengan pemerintah Britania
Raya (Inggris) sebagai penasihat Jenderal Thomas Gage. Pada tahun 1776,
Thompson bekerja sebagai juru tulis di Sekretariat Negara kemudian jabatannya
terus naik menjadi Sekretaris Provinsi Georgia, dan pada tahun 1779 Benjamin
Thompson menjadi salah satu anggota Royal Society. Selain politik, dunia
militer juga digeluti oleh Benjamin Thompson. Benjamin Thompson pernah menjabat
sebagai letnan kolonel pasukan Britania Raya dan mendapatkan gelar kesatrian
dari Raja George III. Pada tahun 1785, Benjamin Thompson bergabung bersama
pasukan Austria untuk melawan Turki dan di sana dia berkenalan dengan Pangeran
Maximillian dari Bavaria yang mengundangnya untuk tinggal Bavaria. Thompson
tinggal di Bavaria selama beberapa tahun untuk memimpin pasukan Bavaria yang
kurang mendapatkan perhatian dan penghidupan yang layak, kemudian membuat
perubahan besar di daerah tersebut. Para tentara diberi bayaran lebih tinggi,
dibuatkan sarana rekreasi, dan diberikan pendidikan gratis baik untuk tentara
maupun anak-anak mereka. Benjamin Thompson juga memberikan penghasilan kepada
pengemis jalanan dengan mempekerjakan mereka untuk menjahit pakaian tentara
Bavaria yang kurang layak pakai.
Pada tahun 1971, Benjamin Thompson dianugerahi gelar Count of the Holy
Roman Empire. Di samping mengurusi masalah politik dan militer, Thompson juga aktif
meneliti berbagai hal, terutama bidang Fisika. Sekitar tahun 1975, Benjamin
Thompson meneliti tentang gaya pada bubuk mesiu dan membangun sistem sinyal
kelautan yang baru bagi tentara Inggris. Kontribusinya yang terbesar pada dunia
Fisika adalah pemikirannya tentang teori kalor. Pada akhir abad ke-18, teori
kalori yang dipercaya adalah bahwa kalor merupakan fluida yang dapat mengalir
ke dalam tubuh ketika dipanaskan dan mengalir keluar ketika didinginkan.
Saat meneliti tentang bubuk mesiu, Benjamin Thompson menemukan adanya penyimpangan atau anomali yang tidak dapat dijelaskan dengan teori kalori. Di dalam laporannya kepada Royal Society yang berjudul "An Experimental Enquiry concerning the Source of Heat excited by Friction" (1798), Benjamin Thompson mengajukan suatu teori baru yang menyatakan bahwa kerja mekanis akan menghasilkan kalor dan kalor tersebut merupakan suatu bentuk gerak. Teori tersebut berhasil memberikan penjelasan mengapa panas yang dihasilkan dari gesekan peluru meriam (bubuk mesiu) tidak akan pernah habis. Peristiwa itu tak dapat dijelaskan dengan teori kalori terdahulu. Di dalam laporan tersebut terdapat perhitungan jumlah kuantitas kalor yang diproduksi oleh energi mekanis. Teori yang dikemukakan Thompson bertentangan dengan teori kalori yang terdahulu dan banyak orang pada saat itu yang tidak yakin dengan Thompson hingga James Maxwell mengemukakan teori kinetik kalor pada tahun 1871. Penemuan-penemuan Thompson lainnya adalah kompor, oven, ketel ganda, dan pakaian penahan panas, serta mengembangkan cerobong asap dan tungku perapian yang ada. Pada tahun 1804, Thompson menetap di Paris dan menikah dengan Madame Lavoisier, janda seorang ahli kimia Perancis, Antoine Lavoisier. Pernikahan tersebut hanya bertahan beberapa tahun dan pada 1807 Benjamin Thompson pensiun dan menetap di desa Auteuil dekat Paris. Thompson menjadi anggota Institusi Nasional Perancis sebagai dan secara rutin berkontribusi dalam berbagai pertemuan dan debat ilmu pengetahuan. Penghargaan yang pernah diraihnya adalah Copley Medal. Setelah perceraiannya, Thompson dirawat oleh anak perempuannya hingga pada tanggal 21 Agustus 1814, Benjamin Thompson meninggal di Auteuil, Paris pada usia 61 tahun. Dibangun Monumen Benjamin Thompson di English Garden.
Saat meneliti tentang bubuk mesiu, Benjamin Thompson menemukan adanya penyimpangan atau anomali yang tidak dapat dijelaskan dengan teori kalori. Di dalam laporannya kepada Royal Society yang berjudul "An Experimental Enquiry concerning the Source of Heat excited by Friction" (1798), Benjamin Thompson mengajukan suatu teori baru yang menyatakan bahwa kerja mekanis akan menghasilkan kalor dan kalor tersebut merupakan suatu bentuk gerak. Teori tersebut berhasil memberikan penjelasan mengapa panas yang dihasilkan dari gesekan peluru meriam (bubuk mesiu) tidak akan pernah habis. Peristiwa itu tak dapat dijelaskan dengan teori kalori terdahulu. Di dalam laporan tersebut terdapat perhitungan jumlah kuantitas kalor yang diproduksi oleh energi mekanis. Teori yang dikemukakan Thompson bertentangan dengan teori kalori yang terdahulu dan banyak orang pada saat itu yang tidak yakin dengan Thompson hingga James Maxwell mengemukakan teori kinetik kalor pada tahun 1871. Penemuan-penemuan Thompson lainnya adalah kompor, oven, ketel ganda, dan pakaian penahan panas, serta mengembangkan cerobong asap dan tungku perapian yang ada. Pada tahun 1804, Thompson menetap di Paris dan menikah dengan Madame Lavoisier, janda seorang ahli kimia Perancis, Antoine Lavoisier. Pernikahan tersebut hanya bertahan beberapa tahun dan pada 1807 Benjamin Thompson pensiun dan menetap di desa Auteuil dekat Paris. Thompson menjadi anggota Institusi Nasional Perancis sebagai dan secara rutin berkontribusi dalam berbagai pertemuan dan debat ilmu pengetahuan. Penghargaan yang pernah diraihnya adalah Copley Medal. Setelah perceraiannya, Thompson dirawat oleh anak perempuannya hingga pada tanggal 21 Agustus 1814, Benjamin Thompson meninggal di Auteuil, Paris pada usia 61 tahun. Dibangun Monumen Benjamin Thompson di English Garden.
b.
Jacobus Henricus van 't Hoff
Jacobus Henricus van 't Hoff adalah kimiawan fisika dan organik Belanda dan
pemenang Penghargaan Nobel dalam Kimia pada 1901 Penelitiannya pada kinetika
kimia, kesetimbangan kimia, tekanan osmotik dan kristalografi diakui sebagai
hasil karya utamanya. Jacobus juga mendirikan bidang ilmu kimia fisika, ia juga
dianggap sebagai salah satu kimiawan terbesar sepanjang masa bersama kimiawan
Perancis Antoine Lavoisier, Louis Pasteur dan ahli kimia Jerman Friedrich
Wöhler. Ia lahir di Rotterdam, Belanda 30
Agustus 1852, anak ke-3 dari 7 bersaudara Jacobus Henricus van 't Hoff, seorang
dokter dan Alida Jacoba Kolff.
Sumbangan terbesarnya ialah mengenai
pengembangan hukum termodinamika umum pada hubungan antara perubahan tekanan dan pemindahan
kesetimbangan sebagai akibat variasi suhu. Pada volume tetap kesetimbangan
dalam sebuah sistem akan cenderung berubah dalam arah untuk melawan perubahan
suhu yang ditentukan pada sistem ini. Penurunan suhu menyebabkan lepasnya panas
dan menaikkan suhu menyebabkan penyerapan panas. Asas kesetimbangan bergerak
ini digeneralisasi 1885 oleh Henri Louis le Chatelier yang memperluas dengan
perubahan volume untuk perubahan tekanan yang dipaksakan; ini dikenal sebagai
asas van 't Hoff-Le Chatelier.
Di tahun 1885 L'Équilibre chimique dans les Systèmes gazeux ou dissous à
I'État dilué (Kesetimbangan Kimia dalam Sistem Gas atau Larutan yang Ditambah
Air). Di sinilah ia menunjukkan bahwa "tekanan osmotik" dalam larutan
yang dicairkan secukupnya sebanding terhadap konsentrasi dan temperatur penuh
agar tekanan ini bisa diwakili dengan rumus yang hanya menyimpang dari rumus
tersebut untuk tekanan gas yang dilambangkan dengan i. Ia menentukan nilai i
dengan sejumlah cara, sebagai contoh dengan menggunakan tekanan uap dan hukum
Raoult pada penurunan titik beku. Demikian van 't Hoff bisa membuktikan bahwa
hukum termodinamika tak hanya sah buat gas, namun juga buat larutan cair. Hukum
tekanannya, yang diberikan keabsahan umum oleh teori disosiasi elektrolisis
Arrhenius (1884-1887). Orang asing pertama yang datang untuk bekerja dengannya
di Amsterdam (1888) – dianggap sebagai yang terlengkap dan terpenting dalam
bidang Ilmu Pengetahuan Alam.
Pada saat di Berlin 1896 - 1905 ia sibuk pada masalah asal endapan samudera, dengan rujukan khusus yang dibentuk di Stassfurt. Pada kerja yang lebih luas ia dibantu khususnya oleh W. Meyerhoffer, yang sebelumnya telah bekerja dengannya di Amsterdam. Kemungkinan ialah orang pertama yang menerapkan hasil skala kecil di laboratorium, pada fenomena yang terjadi pada skala besar di alam. Hasil penyelidikan ini kebanyakan diterbitkan di Laporan Akademi Ilmiah Kerajaan Prusia, diringkaskan dalam karya 2 jilid Zur Bildung ozeanischer Salzablagerungen, 1905-1909. van 't Hoff amat menghargai kekuatan imajinasi dalam kerja ilmiah, sebagaimana nyata dalam pidato pelantikannya pada pengambilan jabatan profesornya di Amsterdam: Verbeeldingskracht in de Wetenschap (Kekuatan Imajinasi dalam Sains), ia tiba pada kesimpulan bahwa para ilmuwan yang menonjol telah memiliki kualitas tingkat tinggi ini. Wilhelm Ostwald, membuat Zeitschrift für physikalische Chemie dengannya di Leipzig, bisa dianggap sebagai pendiri kimia fisika.
Pada saat di Berlin 1896 - 1905 ia sibuk pada masalah asal endapan samudera, dengan rujukan khusus yang dibentuk di Stassfurt. Pada kerja yang lebih luas ia dibantu khususnya oleh W. Meyerhoffer, yang sebelumnya telah bekerja dengannya di Amsterdam. Kemungkinan ialah orang pertama yang menerapkan hasil skala kecil di laboratorium, pada fenomena yang terjadi pada skala besar di alam. Hasil penyelidikan ini kebanyakan diterbitkan di Laporan Akademi Ilmiah Kerajaan Prusia, diringkaskan dalam karya 2 jilid Zur Bildung ozeanischer Salzablagerungen, 1905-1909. van 't Hoff amat menghargai kekuatan imajinasi dalam kerja ilmiah, sebagaimana nyata dalam pidato pelantikannya pada pengambilan jabatan profesornya di Amsterdam: Verbeeldingskracht in de Wetenschap (Kekuatan Imajinasi dalam Sains), ia tiba pada kesimpulan bahwa para ilmuwan yang menonjol telah memiliki kualitas tingkat tinggi ini. Wilhelm Ostwald, membuat Zeitschrift für physikalische Chemie dengannya di Leipzig, bisa dianggap sebagai pendiri kimia fisika.
Hadiah Nobel Kimia (1901) titik kulminasi karirnya. Pada 1885 diangkat
sebagai anggota Akademi Ilmiah Kerajaan Belanda, setelah nominasinya tak
dimasukkan pada 1880. Di antara medalinya yang lain ialah gelar doktor
kehormatan dari Harvard dan Yale (1901), Universitas Victoria Manchester
(1903), Heidelberg (1908); Medali Davy dari Royal Society (1893), Medali Helmholtz
dari Akademi Ilmiah Kerajaan Prusia (1911); ia juga diangkat sebagai Chevalier
de la Legion d'Honneur (1894), Senator der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft (1911).
Ia juga anggota kehormatan Chemical Society, London (1898), Akademi Ilmiah
Kerajaan, Gottingen (1892), American Chemical Society (1898), Académie des
Sciences, Paris (1905).
Van 't Hoff pecinta alam, sebagai mahasiswa di Leiden ia sering ikut dalam
perjalanan botanis dan kemudian di Bonn ia benar-benar menikmati pegunungan di
sekitarnya, berjalan panjang sendiri atau bersama-sama. Deskripsi perjalanannya
ke AS, berasal dari undangan ceramah ke Universitas Chicago, menunjukkan
cintanya pada perjalanan. Penerimaannya pada filsafat dan kegemarannya pada
puisi juga nyata pada awal-awal ia bersekolah di Lord Byron ialah pujaannya.
van 't Hoff meninggal di Steglitz dekat Berlin pada 1 Maret 1911.
c.
Rudolf Julius Emanuel Clausius
Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822-1888) adalah ahli fisika matematik
Jerman, penemu Hukum Termodinamika II, penemu entropi, penemu teori
elektorolisis, doktor, guru besar, dan pengarang. Ia lahir di Koslin,
Prusia, meninggal di Bonn tanggal 24 Agustus 1888, pada umur 66 tahun.
Ia kuliah di Unervisitas Berlin dan mendapat doktor dari Halle pada tahun 1848
ketika berumur 26 tahun. Dua tahun kemudian (1850) ia diangkat menjadi guru
besar fisika di sekolah mesin dan artileri di Berlin, pada tahun 1867 ia jadi
guru bedar fisika di Unirvesitas Wurzburg sampai tahun 1869. Kemudian ia
mengajar di Universitas Bonn.
Clausius adalah ahli fisika teori atau fisika murni. Ia tidak mengadakan
experimen. Ia menerapkan matematika untuk membuat teori yang dapat menjelaskan Hasil pengamatan dan exprimen orang lain. Hukum termodinamika II berbunyi : “Panas tidak
dapat dengan sendirinya berpindah dari badan yang lebih dingin ke badan yang
lebih panas”.
Di alam semesta terjadi decara terus
– menerus perpindahan panas atau energi dari badan angkasa yang panas ke badan
angkasa yang dingin. Maka berabad-abad kemudian semua panas atau energi akan
terbagi merata keseluruh bagian alam semesta. Keadaan seimbang ini disebut
entropi. Ini berati dunia kiamat, karena semua gerak dan kehidupan berhenti.
2.
Prinsip
Termodinamika
Prinsip-prinsip Termodinamika dapat dirangkum dalam 3
Hukum yaitu :
1.
Hukum
Termodinamika ke-Nol
·
Berkenaan
dengan kesetimbangan termal atau Konsep Temperatur.
2.
Hukum
Termodinamika I
·
Mengenai
konsep energi dalam dan menghasilkan prinsip kekekalan energi.
·
menegaskan
ke ekivalenan perpindahan kalor dan perpindahan kerja.
3.
Hukum
Termodinamika II :
·
memperlihatkan
arah perubahan alami distribusi energi dan memperkenalkan prinsip peningkatan
entropi.
Hukum-hukum
Termodinamika didasarkan pada penalaran logis , bukti yang membenarkan
penggunaan hukum-hukum ini secara menerus diperoleh dari percobaan yang
menyetujui akibat-akibatnya.
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Perkembangan mekanika terbagi menjadi
beberapa periode diantaranya:
1.
Periode I (Pra Sains sampai dengan
1550 M), tokoh
yang berperan diantaranya Aristoteles
,Archimedes, Eratoshenes.
2.
Periode II ( Awal Sains 1550-1800
M ), tokoh
yang berperan diantaranya : Galileo,Descarte, Evangelista
Torricelli, Otto von Guericke , Blais pascal, Isaac Newton,
3.
Sampai
Periode
III ( Fisika Klasik 1800 M -1890 (1900 ) M). tokoh yang berperan diantaranya : Daniel
Bernoulli, Leonhard
Euler, Hamilton
, Joseph-Louis
Lagrange
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku
di dalam sistem termodinamika, yaitu:
(1) Hukum Awal (Zeroth
Law) Termodinamika;
(2) Hukum Pertama Termodinamika;
(3) Hukum kedua Termodinamika;
(4) Hukum ketiga Termodinamika.
DAFTAR PUSTAKA
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق