Pencipataan Temperatur di Bawah Nol Mutlak

Kaitan Suhu Terhadap Warnanya yang menyimbolkan tingkat energinya (Sumber: http://www.soultravelmultimedia.com)

Sebelumnya  sebagian besar fisikawan telah meyakini bahwa tidak mungkin ada suatu benda yang memiliki temperatur di bawah nol mutlak. Nol mutlak yang dimaksud adalah nol pada temperatur Kelvin. Alasan itu lah yang menyebabkan fisikawan secara kompak memilih Kelvin sebagai temperatur dalam sistem Satuan Internasional. Seperti diketahui pemilihan skala Kelvin tidak didasarkan pada titik didih atau titik beku air, melainkan mengacu kepada kondisi energi suatu partikel. Hal ini pernah kita bahas dalam tulisan yang berjudul: Kenapa Sih Harus Si Kelvin?

Namun pada tanggal 4 Januari 2012, sebuah kejutan besar telah dibuat oleh para ilmuwan fisika. Berdasarkan hasil riset fisika ini berhasil diciptakan suatu kondisi suhu dibawah nol Kelvin, yaitu - 1/10^9 K, atau - 1 nano Kelvin. Hal ini dicapai dengan cara melakukan rekayasa atom. Berita luar biasa tersebut dirangkum dalam Jurnal Science, Jan, 4. Beberapa media nasional seperti Kompas telah menyajikan rangkuman berita tersebut. Berikut cuplikan beritanya:

Animasi Fisika

Sebagai ilmu sains yang menghibur, fisika tidak pernah terlepas dari yang namanya imajinasi. Bahkan salah satu punggawa fisika, Albert Einstein, pernah menyatakan bahwa imajinasi itu lebih penting dari ilmu pengetahuan itu sendiri.

Beberapa dari teman-teman fisika, saya yakin, akan lebih mudah mengimajinasikan fenomena fisis apabila ada pertunjukan sains. Ya, untuk itulah saya menyajikan salah satu link sumber animasi fisika (di situ bukan hanya fisika sebenarnya, tetapi hampir semua cabang sains ada animasinya). Semoga membantu untuk berimajinasi dan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah mendirikan situs tersebut cuma-cuma, semoga ada balasan yang jauh lebih baik bagi semuanya. Ok, berikut linknya dengan nama situs PhET

Gambar di atas adalah salah satu contoh animasi yang ada. Ok, selamat menikmati

Tempat Download Buku BSE

Pemerintah udah membeli berbagai hak cipta buku lho.. Dan sekarang kita bisa dapatkan ribuan buku sekolah gratis-tis.. Cuma modal bikin akun terus tinggal pilih-pilih buku yang dimau.. Untuk temen-temen fisika yang masih sekolah ini dia Link-nya. Silakan download sepuas-puasnya

Conceptual Physics

Download

Mesin Waktu Dalam Kehidupan Sehari-hari

Perjuangan untuk membuktikan kebenaran teori relativitas Einstein rupanya terus menantang para ilmuwan. Menurut Einstein, waktu dapat berjalan lebih cepat atau lebih lambat bagi sebuah benda tergantung dari kecepatan dan gaya gravitasi yang dialami benda tersebut.  

Teori relativitas juga memunculkan hipotesis terkenal , “paradoks sikembar”. Bayangkan ada dua orang saudara kembar, yang seorang tetap tinggal dibumi, sementara saudaranya berangkat ke luar angkasa dengan pesawat yang terbang dalam kecepatan cahaya. Waktu akan berjalan lebih lambat bagi orang didalam pesawat tersebut. Ketika dia kembali kebumi dengan durasi beberapa menit, ia akan menemukan saudara kembarnya telah berusia puluhan tahun lebih tua.

Film fiksi ilmiah Hollywood yang thriller hingga film kartun anak-anak sering menyajikan petualangan menembus waktu sehingga mesin waktu bukanlah hal baru bagi dunia modern. Petualangan antar waktu juga menjadi proyek yang paling ambisisus selain penjelajahan ruang angkasa. Namun, hingga kini masih sulit untuk membuktikan kebenaran teori Einstein. Untuk mengukur dilatasi waktu, pada tahun 1971 para ilmuwan menerbangkan pesawat Jet yang membawa jam atom untuk membandingkannya dengan jam atom yang ada dibumi. Walapun selisih dalam skala super kecil ditemukan, percobaan itu tampaknya kurang membumi.

Para Ilmuwan dari NIST membuat dua jam atom dengan menggunakan ion almunium yang bergetar bolak-balik diantara dua level energi dengan frekuensi triliunan kali per detik. Keduanya merupakan jam atom paling akurat di dunia yang pernah dibuat.  Dengan jam atom inilah, percobaan kembali dilakukan dengan kendaraan biasa dan ketinggian yang lebih rendah dari 2 meter diatas tanah. Jam atom tersebut tetap menunjukkan ada selisih

 “Sebelumnya, sudah ada yang mengukur dilatasi waktu”, ujar Prof.Vladan Vuletic, ahli fisika dari MIT yang tidak terlibat dalam riset. “ Akan tetapi, sangat menakjubkan ketika tahu teori ini juga berlaku dalam skala kecil”, lanjutnya.

Ternyata perjalanan menembus waktu sebenarnya terjadi dalam kehidupan sehari-hari, ketika kita naik sepeda atau mendaki gunung. Hanya saja semuanya terjadi dalam kurun waktu yang sangat cepat, tak sampai sedetik sehingga kita sering tidak menyadari bahwa kita sudah melompati waktu se per sekian triliun detik lebih cepat !

Apakah penelitian ini akan terus bergerak hingga mencapai proyek ambisius membuat mesin waktu? Kita lihat saja nanti.

http://news.discovery.com/human/time-dilation-einstein-relativity.html#mkcpgn=rssnws1

http://www.yohanessurya.com/news.php?pid=202&id=170

Teknologi Tercepat Memasak Air

Api tak dapat disangkal sudah memudahkan hidup manusia selama beberapa dekade. Dengannya, kita bisa menanak nasi, menggoreng berbagai lauk, hingga mendapatkan steak yang memanjakan lidah. Hanya saja, memanaskan sesuatu dengan api, termasuk kegiatan menjerang air, membutuhkan waktu yang terbilang cukup lama. Sebab, api membutuhkan waktu untuk mencapai tingkat panas yang diinginkan. Teknologi yang ditemukam sekelompok peneliti dari Rice University, Texas, bisa memangkas waktu lama tersebut. Bahkan, kita tak butuh api untuk mendidihkan air. Cukup menggunakan  sinar matahari dan partikel nano, air sudah bisa mendidih. Teknologi ini menggabungkan sedikit partikel nano karbon atau silicon dioksida -berdiameter sepersepuluh dari 1 helai rambut manusia- dengan segelas air. Diameter yang kecil ini memudahkan partikel menyerap energi lebih cepat. Tak heran, ketika sinar matahari merepa gelas kaca tersebut, air yang ada dengan kilat mengeluarkan gelembung-gelembung pada permukaannya. 

http://www.popsci.com/science/article/2012-11/turn-water-steam-using-only-sunlight-just-add-nanoparticles

http://www.yohanessurya.com/science-corner.form.php?id=669

Kenapa Sih Harus si Kelvin?

Kenapa sih harus dirubah ke Kelvin kak? Bikin repot aja. Kak, kan yang banyak dipake itu Celcius kok fisika malah milih Kelvin sih untuk satuan dalam termodinamika? Atau ada juga yang seperti ini waktu mengerjakan soal perbandingan energi kinetik gas, Kak kurang kerjaan banget sih, tadi bilang harus dirubah dari Celcius ke Kelvin terus waktu udah dapet jawaban ternyata pilihannya yang ada cuma Celcius, jadinya dirubah lagi dong?

Pertanyaan-pertanyaan di atas sering sekali ditanyakan ketika kita belajar termodinamika. Memang sih sepertinya lebih elegan apabila kita menggunakan satuan Celcius dibandingkan Kelvin ketika kita menghadapi kenyataan hidup sehari-hari. Hal ini dikarenakan termometer Celcius lebih familiar dibandingkan dengan termometer Kelvin (pernah ga' ngukur suhu badan waktu demam make Kelvin? Saya rasa hal tersebut jarang banget kan dilakukan?). Selain itu sepertinya lebih mudah menggunakan Celcius dibandingkan Kelvin, karena termometer tersebut dimulai dari angka yang bagus (nol) dan tidak seperti Kelvin yang dimulai dari 273, ketika digunakan pada keadaan yang umum.

Jadi, mengapa sih fisikawan lebih memilih Kelvin dibandingkan dengan derajat termperatur lainnya? Apa sih hebatnya si Kelvin sehingga ia lebih unggul dari Celcius, Fahrenheit, dan Reamur?

Ok, mari kita coba jawab pertanyaan tersebut ya,..

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, ya kan? Nah, yang menjadi masalah adalah, apakah arti dari nilai energi kinetik yang negatif tersebut? Hehehe..

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 ya..

Ok, sekarang sudah tahu kan dimana letak keunggulan Kelvin dibandingkan dengan temperatur lain. Ya, dengan menggunakan temperatur Kelvin kita dapat menentukan kondisi dari zat yang akan kita ukur tersebut secara lebih universal. Baik dalam pengukuran termiknya maupun mekaniknya. O ya, 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.

Sekian dulu ya, semoga bermanfaat.. Terima kasih.