SECANGKIR KOPI HANGAT DAN KEAJAIBAN HUKUM TERMODINAMIKA
Oleh:
Ratu Ismira Fathiyah, S.Pd *)
Sumber: https://uinsgd.ac.id/bagaimana-hukum-minum-kopi-yang-masih-panas-boleh/
Konsep Dasar 1 Hukum ke-0
Termodinamika: Menemukan Kesetimbangan Thermal Saat Anda mendiamkan secangkir
kopi panas di atas meja, apa yang terjadi setelah satu atau dua jam? Kopi
tersebut tidak akan terus memanas, juga tidak akan mendingin hingga membeku.
Kopi akan berhenti mendingin tepat saat suhunya sama dengan suhu udara di
ruangan Anda. Fenomena ini dijelaskan oleh Hukum ke-0 Termodinamika, yang
menyatakan bahwa dua sistem yang berada dalam kontak termal akan saling berbagi
energi hingga mencapai kesetimbangan thermal (suhu yang sama). Cangkir kopi dan
udara ruangan saling berinteraksi hingga perbedaan suhu di antara keduanya
hilang.
Sumber: https://frenchpressandco.com/blogs/coffee-blog/the-great-3-cup-coffee-press-lie-why-three
Konsep Dasar 2 Hukum I Termodinamika: Kekekalan Energi
dalam Seduhan Hukum Pertama Termodinamika menyatakan bahwa energi tidak dapat
diciptakan atau dimusnahkan, ia hanya dapat berubah bentuk. Ketika Anda
memanaskan air menggunakan teko listrik atau kompor: Energi listrik atau energi
kimia dari gas berubah menjadi energi termal (kalor) pada air. Saat air panas
disiramkan ke bubuk kopi, kalor tersebut berpindah ke ekstrak kopi dan cangkir.
Ketika kopi mendingin, energi panasnya tidak hilang begitu saja ke alam gaib,
melainkan terdispersi (tersebar) menyatu dengan udara di sekitarnya. Jumlah
total energi di semesta tetap sama!
Sumber: https://shasolo.com/kalor-pengertian-jenis-rumus-dan-perpindahan-kalor/
Tiga
Mode Perpindahan Kalor dalam Secangkir Kopi Mendinginnya kopi hangat terjadi
melalui tiga mekanisme perpindahan panas secara simultan: Konduksi (Hantaran
Langsung): Kalor merambat dari cairan kopi yang panas ke dinding dalam cangkir,
lalu menembus ke dinding luar cangkir, hingga akhirnya menyentuh telapak tangan
Anda saat menggenggamnya. Konveksi (Aliran Masa Fluid): Cairan kopi di
permukaan mendingin terlebih dahulu karena bersentuhan dengan udara, menjadi
lebih padat/berat, lalu tenggelam ke bawah. Sebaliknya, kopi yang lebih panas
di dasar naik ke atas. Pusaran aliran mikro ini (arus konveksi) juga terjadi
pada uap udara hangat yang membumbung ke atas cangkir. Radiasi (Pancaran
Gelombang): Tanpa perlu perantara, cangkir kopi secara terus-menerus
memancarkan gelombang elektromagnetik dalam bentuk radiasi inframerah ke
lingkungan sekitarnya.
Hukum Termodinamika Ke-1 Energi tidak dapat
diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah bentuknya.
Sumber: https://turn2engineering.com/mechanical-engineering/thermodynamics/entropy
Hukum II Termodinamika dan Entropi: Mengapa
Kopi Tidak Bisa Panas Sendiri? Pernahkah Anda melihat kopi dingin di atas meja
tiba-tiba menyerap panas dari udara sekitar dan menjadi mendidih kembali dengan
sendirinya? Tentu tidak pernah. Inilah inti dari Hukum Kedua Termodinamika
tentang Entropi (tingkat ketidakberaturan sistem). Kalor secara alami selalu
mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi (kopi panas) ke benda yang
bersuhu lebih rendah (udara ruangan), dan proses ini bersifat searah (irreversible).
Untuk memanaskannya kembali, kita harus memberikan kerja dari luar (seperti
memasukkannya ke dalam microwave atau memanaskannya di atas kompor).
Sumber: https://www.instagram.com/p/DXzRSboFPNq/?img_index=4
TERIMA KASIH Dengan memahami Termodinamika, kita
mendapatkan wawasan mendalam tentang cara kerja energi dalam berbagai sistem di
alam semesta dan dalam teknologi yang kita gunakan sehari-hari. Fisika itu
indah, Fisika bukanlah sekadar materi hafalan untuk lulus ujian. Ia adalah cara
alam semesta menjelaskan dirinya sendiri kepada kita. Dengan mengenali fisika
di balik secangkir kopi, hingga layar gawai, kita diajak untuk melihat dunia
dengan kacamata yang lebih takjub dan penuh rasa ingin tahu.
*)
Guru Fisika di SMAN 1 Pangalengan. Pembimbing OSN Bidang Fisika dan Astronomi.
**)
dari beragam sumber
