Mengenal Arti Panas (Kalor) Sebenarnya, Aneh tapi Indah

Penulis yakin bahwa kamu sering mendengar kata “Panas,” bahkan pasti pernah mengalami juga terkait “panas” terhadap suatu hal. Lalu, pernahkah terpikir: “Apa itu panas?”

            Jika kamu saat ini sedang atau telah menempuh pendidikan jenjang SMA/K, maka kamu mempelajari tentang panas, dan materi tersebut berkaitan erat dengan kata “Dingin” bukan? Atau kalorik? Atau bahkan zat? Iya berkaitan. Namun, bukan berarti panas itu sekadar lawan kata dari dingin, bukan berarti panas itu adalah kalorik, dan panas juga bukan zat. Kalau kamu tadinya berpikir bahwa panas adalah zat, atau kalorik, atau bahkan hanya memahami bahwa panas itu adalah lawan kata dari dingin. Kamu tidak salah kok, karena kita semua masih proses belajar, bahkan hingga pertengahan abad ke-19, para ahli fisika saja sempat berpikir seperti itu. Hingga, akhirnya terbukti bahwa gagasan atau pikiran tersebut adalah keliru.

            Siapa yang membuktikan? Dan seperti apa penjelasannya? Yaitu James Maxwell dan Ludwig Boltzmann berhasil membawa kita ke dalam pemahaman yang masih belum dirambah, dan hal tersebut cukup aneh namun indah. Menurut mereka, suatu benda panas tidak mengandung cairan kalorik. Benda panas adalah benda yang atom-atomnya bergerak lebih cepat. Begitu juga sebaliknya, tapi tak sampai di sana saja maknanya.

            Ingatlah, bahwa panas bergerak dari benda panas ke dingin. Misalnya, saat kamu membuat kopi panas dalam cangkir, lalu sendok dingin kamu tempelkan atau diletakkan mengenai cangkir tersebut, apa yang terjadi? Benar sekali, bahwa sendoknya akan menjadi panas. Kenapa panas bergerak ke arah yang dingin ya? Kenapa tidak sebaliknya?

2. Masa depan sama dengan masa lalu, apabila tidak ada panas

            Terlihat sepele, tapi penting untuk diketahui, karena berhubungan dengan hal yang tidak terduga, yaitu hakikat waktu. Bicara waktu, maka kita bicara masa depan dan masa lalu, lalu apa hubungannya sama panas? Tenang, akan dijelaskan kok, jika tak ada panas atau panas tidak terjadi, maka masa depan sama dengan masa lalu. Contoh mudahnya adalah ketika bandul mengayun. Bandul tersebut dapat mengayun bolak-balik selamanya jika tidak ada hambatan. Maka dari kasus tersebut disimpulkan bahwa masa lalu sama dengan masa depan. Namun, berbeda halnya jika terdapat gesekan, maka bandul menjadi memanaskan lingkungannya untuk bergantung, kehilangan energi, dan akhirnya melambat.

Dari kasus tersebut, kita bisa lihat bahwa masa lalu tidak sama dengan masa depan akibat panas. Kita tidak bisa melihat bandul mulai mengayun sendiri dari posisi tidak bergerak, adanya gerakan tersebut tentu dipengaruhi gerakan yang dimulai atau dipicu oleh energi hasil penyerapan panas dari lingkungannya bergantung.  Jadi, kesimpulan yang menjadi titik beratnya adalah bahwa panas beralih dari benda yang lebih panas menuju benda yang lebih dingin.

3. Boltzmann – benda bisa makin panas walaupun terkena benda dingin, lihat penjelasannya!

            Oh iya, baru ingat. Apa jawabannya ya untuk pertanyaan: “Kenapa panas berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin?”

Menurut Boltzmann, alasannya sangat sederhana namun tidak diduga, yaitu “Murni karena peluang”. Panas bergerak dari benda panas ke benda dingin adalah bukan akibat dari hukum mutlak. Alasannya adalah bahwa menurut statistik, lebih besar kemungkinan satu atom bergerak lebih cepat di benda panas dan kemudian bertumbukan dengan atom pada benda dingin, lalu meninggalkan sebagian energi, daripada kejadian sebaliknya. Energi pada kejadian tersebut adalah tetap kekal walaupun terjadi tumbukan, namun energinya menjadi tersebar dan akan semakin tersebar merata apabila tumbukannya semakin banyak, sehingga suhu benda yang saling tumbukan cenderung akan sama. Maka yang terjadi adalah, bukan hal mustahil bahwa benda panas akan semakin panas akibat bersentuhan dengan benda dingin, namun yang perlu digarisbawahi adalah hal tersebut peluangnya sangatlah kecil.

4. Boltzmann – Membuat probabilitas hadir di dunia fisika, KONYOL?

Adalah hal konyol bahwa probabilitas hadir di dunia fisika, dan penggunaannya untuk menjelaskan dasar dinamika panas. Begitulah awal kehadiran probabilitas yang disampaikan Boltzmann, sehingga tidak seorang pun yang menganggap serius terhadapnya. Di antaranya dikritik oleh komunitas ilmiah, salah satunya Ernst Mach, dan kritik terus dilayangkan terhadap karya atau gagasan Boltzmann yang membuat efek psikologis pada Boltzmann. Hingga akhirnya, pada 5 September 1906, Boltzmann gantung diri dan meninggal di Duino dekat Triests, sehingga ia tidak pernah menyaksikan pengakuan universal terhadap gagasan yang ia kemukakan tersebut. Padahal, metode probabilitas memberikan pemahaman fisik yang dinamis, dibuktikan dengan distribusi Maxwell-Boltzmann adalah fungsi distribusi yang paling mungkin (Nugroho, 2011). Bahkan, gagasan Boltzmann memiliki pngaruh luas terhadap yang dilakukan Albert Einstein.

            Sebagai tambahan informasi, ilmu sains dalam percabangannya yang menjelaskan peristiwa tersebut adalah “Fisika Statistik”, ilmu tersebut diawali dengan dikemukakannya oleh Boltzmann yang memahami hakikat probabilistik panas dan suhu, yaitu termodinamika.

Lihat artikel terkait panas lainnya atau artikel fisika

kontak penulis

https://www.instagram.com/titoyudatama

References

• Nugroho, G. (2011, April). Perhitungan Fungsi Distribusi Gas Dengan Memanfaatkan Waktu Bergantung Suhu. Jurnal Teknik Kimia, 5.
• Rovelli, C. (2018). Tujuh Pelajaran Singkat Fisika. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.
• https://id.thpanorama.com/articles/ciencia/ludwigboltzmann-biografa-y-aportes.html