Gambar 1. Ruangan dengan lantai marmer
Dalam kehidupan sehari-hari tentu seringkali kita menyentuh sebuah benda. Maka bukan lagi hal yang aneh jika kita merasa ada beberapa benda yang terasa lebih dingin dibandingkan dengan benda lainnya. Meskipun kondisi benda tersebut berada di ruangan yang sama sehingga memiliki temperatur yang sama. Membahas panas dinginnya suatu benda, nampaknya sangat erat kaitannya dengan hukum termodinamika.
Termodinamika berasal dari kata thermos (panas) dan dynamic (gerak atau perubahan), sehingga termodinamika dapat diartikan sebagai salah satu cabang dari ilmu fisika yang mempelajari panas dan temperatur. Selain itu, termodinamika juga membahas hubungan keduanya pada energi dan gerak. Membahas panas dinginnya benda dengan interaksi terhadap benda sekitar nampaknya tidak jauh dari dua (dari 4) hukum termodinamika. Yaitu hukum termodinamika ke-0 dan hukum termodinamika ke-2. Dua hukum tersebut berbunyi sebagai berikut.
Hukum termodinamika ke-0 :
“Jika dua sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, maka mereka berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain”
Hukum termodinamika ke-2 :
“Kalor mengalir secara alami dari benda yang panas ke benda yang dingin, kalor tidak akan mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas tanpa dilakukan usaha”
Benda-benda yang memiliki karakteristik lebih dingin dibanding benda lainnya diantaranya marmer, keramik, dan sebagian besar logam. Sebagai contoh adalah baja pada sebuah pedang. Jika kita menyentuhnya maka kita akan merasakan baja tersebut terasa lebih dingin dibandingkan benda lainnya. Atau dalam kasus sehari-hari, seringkali kita merasa udara terasa panas, anak kecil atau bahkan orang dewasa memilih tidur di lantai rumah mereka untuk merasakan sensasi sejuk (meski mereka tahu itu tidak baik untuk kesehatan). Pertanyaannya, mengapa demikian?
Alasan pertama, karena temperatur kulit kita yang besarnya kurang lebih 37oC. Sementara benda disekitar kita temperaturnya sama dengan suhu ruang (25oC). Maka tak heran hampir semua benda di sekitar kita akan terasa lebih dingin. Karena nyatanya suhu tubuh kita lebih panas dibanding benda-benda disekitar kita. Kecuali benda-benda seperti karpet, kayu, karet, dan lain-lain yang atom-atomya lebih kompleks (disebut isolator).
Layaknya sifat air yang mengalir dari tinggi ke rendah, temperatur akan mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah. Seperti halnya disebutkan pada hukum termodinamika ke-0 dan ke-2. Panas pada benda yang lebih tinggi suhunya akan terus mengalir ke benda dengan suhu lebih rendah sampai dihasilkan keseimbangan termal satu sama lain. Oleh karena itu, kita akan merasakan benda di sekitar kita terasa dingin karena yang terjadi ketika itu panas tubuh kita mengalir ke benda yang suhunya lebih rendah dari suhu tubuh kita (kita melepaskan kalor) sementara benda menerima panas dari tubuh kita.
Alasan kedua, karena benda-benda seperti marmer, baja, lantai keramik, dan juga jenis logam merupakan benda penghantar panas yang baik. Dengan kata lain, benda-benda tersebut akan menghisap dengan lebih rakus panas tubuh dibandingkan dengan benda seperti kayu, karpet, dan kapas. Benda-benda seperti kayu, karpet, dan kapas memiliki atom-atom yang besar, rumit dan terikat kuat sehingga tak mampu membuat elektron-elektron di tubuh kita bergerak cepat merambat ke benda tersebut. Semakin cepat suatu benda dapat mencuri panas dalam tubuh kita, maka akan terasa lebih dingin.
Pada dasarnya, diantara seluruh benda yang ada disekitar kita, gas seperti udara-lah yang memiliki “akreditasi” terburuk dalam menghantarkan panas. Maka, hampir seluruh benda normal (tanpa penambahan atau pengurangan energi) akan terasa lebih dingin karena pembandingnya udara disekitar kita.
Benda-benda seperti marmer, baja, lantai keramik, dan jenis logam lainnya disebut konduktor panas karena mampu menjadi penghantar panas yang baik. Benda-benda ini dapat dimanfaatkan untuk berbagai hal yang membutuhkan hantaran panas yang cepat. Sebagai contoh konduktor panas yang dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari adalah alumunium digunakan sebagai bahan alat memasak karena sangat baik menghantarkan panas sehingga makanan cepat matang. Marmer dan lantai keramik digunakan untuk konstruksi bangunan dan menghasilkan efek sejuk pada ruangan.
Sementara benda-benda seperti kayu, karpet, kapas, dan lainnya disebut dengan isolator. Dalam pemanfaatannya benda-benda ini digunakan untuk menahan aliran panas. Contoh isolator panas yang dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari adalah gagang panci yang terbuat dari kayu atau plastik agar tidak panas pada saat kita memegangnya saat memasak.
Referensi :
[1] Studio Belajar. 2020. Termodinamika. Terdapat di https://www.studiobelajar.com/termodinamika/, diakses pada Januari 2020
[2] Wolke, Robert L. 2003. Einstein Aja Gak Tahu. Gramedia Pustaka Utama.
Baca juga :
https://warstek.com/2020/01/23/tmc/
https://warstek.com/2020/01/20/berkaca-dari-film-mission-mangal-mungkinkah-indonesia-menggapai-mars/
