APLIKASI HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA PADA RICE COOKER
Oleh
: Aulya Maghfiroh (18630050)
Termodinamika adalah cabang dari ilmu sains dan teknik fisika. Prinsip termodinamika ini
digunakan para ilmuwan untuk memahami sifat - sifat dasar yang ada pada suatu
materi, seperti sifat fisika atapun sifat kimianya pada saat materi tersebut
dalam keadaan tidak bergerak (diam) dan juga dapat digunakan untuk mengetahui hubungan
antara sifat-sifat dari materi tersebut.Termodinamika merupakan
cabang fisika yang menjelaskan hukum dasar yang berhubungan dengan dengan panas
dan usaha. Dimana pada termodinamika, juga dipelajari bagaimana suatu panas
melakukan perpindahan.Termodinamika juga mempunyai hubungan yang tidak jauh dengan energi fisika, panas, kerja,
entropi (ketidakteraturan) serta tingkat kespontanan pada suatu proses.
Hukum ini telah merubah sebagian besar sistem industri yang ada di belahan dunia,
hal tersebut dapat diperhatikan dari proses memasak yang biasanya menggunakan kayu
bakar dapat diubah oleh konsep termodinamika ini,sehingga dihasilkan beberapa alat
yang dapat memudahkan proses memasak menggunakan listrik.Termodinamika
mempunyai banyak sekali manfaat bagi kehidupan dan sudah tidak diragukan lagi didalam
kehidupan sehari- hari , tidak sedikit peristiwa
yang melibatkan proses termodinamika didalamnya. Misalnya, pada perubahan suhu
yang terjadi didalam tubuh manusia.
Prinsip dari termodinamika ini ternyata juga banyak diterapkan pada alat-alat atau
mesin-mesin yang sering kita gunakan untuk melakukan kegiatan sehari - hari. Salah
satu alat yang menggunakan prinsip termodinamika ini adalah alat penanak nasi
atau biasa kita sebut Rice Cooker. Dalam
artikel ini, akan dijelaskan mengenai prinsip termodinamika yang diterapkan
pada Rice Cooker.
Rice Cooker merupakan satu dari beberapa alat rumah tangga yang banyak digunakan dikalangan masyarakat sekitar. Rice Cooker utamanya
digunakan masyarakat untuk menanak nasi, akan tetapi Rice Cooker
juga dapat difungsikan untuk kebutuhan lainnya, seperti
untuk menghangatkan makanan,sayuran dan lain sebagainya.
Seorang tentara Jepang
bernama Yoshidata Minami pertama kali menemukan prinsip kerja pada Rice Cooker
ini pada tahun 1937.Pada tahun
itu, tentara Jepang mulai menerapkan prinsip kerja dari alat tersebut. Pada mulanya,
kayu digunakan sebagai bahan dalam pembuatan wadah Rice Cooker, dengan beberapa
campura logam didalamnya. Campuran logam ini digunakan karena logam mempunyai
kemampuan untuk menghantarkan listrik. Sedangkan pada tahun 1945, sebuah perusahaan sudah mulai memproduksi
dan memperdagangkan Rice Cooker ini dan telah banyak
digunakan oleh masyarakat sekitar.
Rice Cooker ini menerapkan prinsip hukum I termodinamika yang berbunyi “untuk setiap proses apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem
melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi dalam DU
= Q –W ”. Menurut hukum I
tersebut, U merupakan simbol yang menjelaskan suatu sifat yang ada dalam sebuah
sistem, sedangkan W dan Q bukan merupakan fungsi variabel keadaan , melainkan W
dan Q termasuk dalam proses termodinamika yang dapat berpengaruh terhadap suatu
keadaan. W akan
memiliki nilai positif bila sistem
mengerjakan suatu usaha pada lingkungan dan akan memiliki nilai negatif jika suatu sistem menyerap usaha dari lingkungan. Q akan memiliki nilai positif jika sistem menyerap beberapa kalor dari lingkungan dan akan memiliki nilai negatif jika suatu
sistem melepaskan kalor pada lingkungan. Berubahnya energi dalam
sebuah sistem hanya tergantung pada perpindahan panas dari lingkungan kedalam
sistem serta kerja yang dilakukan oleh sistem, sehingga proses
yang terjadi tidak berpengaruh didalamnya.
Rice Cooker,terjadi perubahan energi yaitu dari
panas menjadi listrik. Suatu zat
cair akan menguap
apabila tekanan uap gas
yang dihasilkan dari zat
cair adalah sama dengan tekanan yang
dihasilkan oleh cairan disekitarnya (tekanan uap sama dengan
tekanan cair ). Jadi, titik didih
suatu zat
cair dapat dirubah dengan menaikkan dan mengatur tekanan dari lingkungan atau tekanan dari luarnya.
Dalam aplikasi Rice Cooker ini, panas yang
diberikan dari energi listrik tersebut merupakanQ (kalor) yang akan membuat
sistem dalam Rice Cooker ini melakukan suatu usaha (W). Usaha yang dilakukan
suatu sistem tersebut akan menyebabkan perubahan energi. Perubahan energi
tersebut, akan merubah beras yang ada
dalam Rice Cooker menjadi matang sehingga dapat kita konsumsi dan kita tidak
akan kesulitan untuk memakannya.
Prinsip kerja yang terdapat pada Rice Cooker ini adalah suatu panas akan mengalami pergerakan dari daerah dengan suhu tinggi ke
suhu rendah. Sebuah benda juga mempunyai energi yang disebut sebagai energi dalam. Energi
ini akan sangat
berkaitan dengan gerakan acak
yang
berasal dari atom atau molekul dalam susunan suatu benda.
Pada saat Rice Cooker
bekerja, juga terjadi perpindahan panas menggunakan dua cara yaitu secara induksi dan konveksi. Perpindahan
dengan cara induksi ini terjadi pada saat
panas yang dihasilkan oleh heater (pemanas) langsung dihubungkan atau disalurkan
kepanci. Sedangkan perpindahan panas dengan cara konveksi, terjadi pada saat panas
dari heater (pemanas) yang sudah disalurkan kepanci tersebut disalurkan langsung
dengan air dan beras yang berada didalamnya, air akan mendidih dan beras yang
ada didalamnya akan matang.
Aplikasi termodinamika lain pada Rice Cooker ini juga berdasarkan teori
yang menyatakan bahwa “Termodinamika merupakan cabang dari fisika yang
berhubungan dengan panas, serta relasinya dengan bentuk lain dari energi dan
usaha. Yang menetapkan bahwa variabel-variabel makroskopik seperti temperature,
entropi, dan tekanan dapat menggambarkan kebanyakan sifat yang dimiliki suatu benda, baik secara fisik maupun radiasi, juga
dapat menjelaskan bagaimana mereka berhubungan, serta dengan hukum apa mereka dapat
berubah dari waktu ke waktu. ”.
Suatu kalor akan mengalami perpindahan dari lingkungan pada suhu tingggi ke
lingkungan dengan suhu lebih rendah.
Hal ini menyebabkan saat dua buah benda dengan suhu yang tidak
sama berdekatan atau bergandengan, keduanya akan mengalami pertukaran energi
internal sehingga suhu dalam kedua benda tersebut akan seimbang. Dalam aplikasinya,
pada Rice Cooker tidak terjadi pertukaran
energi internal tersebut melainkan terjadi suatu kerja oleh panas yang dilakukan
oleh suatu sistem didalamnya.
Rice Cooker merupakan alat yang hampir setiap hari digunakan oleh masyarakat untuk menanak nasi, sehingga Rice Cooker ini juga rentan
untuk mengalami masalah atau kerusakan. Hal tersebut juga harus
diperhatikan oleh masyarakat agar pemakaian Rice Cooker ini dapat dilakukan secara
efektif dan juga maksimal. Perawatan yang dapat dilakukan untuk menjaga Rice Cooker agar bertahan lama adalah dengan mematikan
Rice Cooker jika sudah tidak digunakan, karena pemanasan yang cukup lama akan berpengaruh
terhadap efesiensi penyimpanan panas yang ada dalam Rice Cooker. Selain itu juga dapat dilakukan pembersihan
Rice Cooker secara teratur, tujuannya agar Rice Cooker yang digunakan untuk memasak
nasi tersebut tetap bersih dan terhindar dari kuman sehingga nasi yang
dihasilkan aman untuk dikonsumsi .
DAFTAR PUSTAKA
Atkins,
P.W, Kartohadiprojo, Irma I, Kimia Fisika ,Jilid 1, Jakarta: Erlangga. 1999,
Jilid. 1,
Edisi 4.
Djojodiharjo harijono .1985. Dasar-Dasar Termodinamika
Teknik . Jakarta : PT Gramedia
Mulyatono. 1992. Panas dan Termodinamika. Jakarta : Intan
Pariwara
Komentar