Teknologi Semikonduktor Sekarang dan yang Akan Datang - http://www.opto.lipi.go.id

Teknologi Semikonduktor Sekarang dan yang Akan Datang
Wilson Walery Wenas

Kemampuan menguasai teknologi tinggi adalah merupakan syarat mutlak bagi suatu negara untuk memasuki negara industri baru. Salah satu bidang teknologi tinggi yang sangat mempengaruhi peradaban manusia di abad ini adalah teknologi semikonduktor dan mikroelektronika. Bidang ini biasanya dianalogikan dengan tiga kata bahasa Inggris yang mempengaruhi kehidupan modern yaitu Computer, Component dan communication. Untuk komputer, topik utama dalam bidang ini adalah bagaimana membuat komputer menjadi lebih cepat, lebih ramping dengan fungsi yang lebih kompleks dan komsumsi daya yang makin kecil. Untuk tujuan tersebut, terdapat dua pendekatan yang saling mendukung yakni dari segi hardware dan software. Dari segi hardware adalah bagaimana membuat transistor sebagai komponen aktif terkecil menjadi semakin kecil dan berkecepatan tinggi. Dari segi software adalah bagaimana mendesain rangkaian terpadu (integrated circuit) yang makin kompleks menjadi semakin ramping dan kompak. Tulisan di bawah ini membahas mengenai pendekatan dari segi hardware yakni perkembangan dari divais-divais elektron (elektron devices) saat ini dan yang akan datang sebagai komponen dasar peralatan semikonduktor/elektronika, dengan tinjauan dari sudut material semikonduktor itu sendiri.

Teknologi Silikon

Pembahasan tentang divais semikonduktor tentunya tidak bisa lepas dari material semikonduktor itu sendiri sebagai bahan dasar pembuatan divais tersebut. Silikon (Si) dengan persediaan yang berlimpah di bumi dan dengan teknologi pembuatan kristalnya yang sudah mapan, telah menjadi pilihan dalam teknologi semikonduktor. Silikon very large scale integration (VLSI) telah membuka era baru dalam dunia elektronika di abad ke-20 ini. Kebutuhan akan kecepatan yang lebih tinggi dan unjuk kerja yang lebih baik dari komputer telah mendorong teknologi silikon VLSI ke silikon ultra high scale integration (ULSI). Saat ini metaloxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) masih dominan sebagai divais dasar teknologi integrated circuit (IC). Dimensi dari MOSFET menjadi semakin kecil dan akan menjadi sekitar 0,1 mikron untuk ukuran giga-bit dynamic random acces memories (DRAMs). Beberapa masalah yang timbul dalam usaha memperkecil dimensi dari MOSFET antara lain efek short channel dan hot carrier yang akan mengurangi unjuk kerja dari transistor itu sendiri.

Walaupun sudah banyak kemajuan yang dicapai, pertanyaan yang selalu muncul adalah sampai seberapa jauh limit pengecilan yang dapat dilakukan ditinjau dari segi proses produksi, sifat fisika dari divais itu sendiri dan interkoneksinya. Banyak masalah dari segi fabrikasi yang dapat menjadi penghambat. Sebagai salah satu contoh keterbatasan dari proses produksi adalah teknik lithography yaitu teknik yang diperlukan untuk merealisasikan desain sirkuit ke lempengan (waver) silikon dalam proses fabrikasi IC. Dengan menggunakan cahaya sebagai sumber berkas, dimensi dari lithography dengan sendirinya akan dibatasi oleh panjang gelombang dari cahaya itu sendiri. Oleh sebab itu dikembangkan teknik lithography yang lain menggunakan sinar-X dan berkas elektron. Dengan menggunakan kedua teknik ini tidak terlalu ekonomis untuk digunakan pada proses produksi IC secara massal. Dari uraian di atas, terlihat masih adanya beberapa masalah yang akan timbul dalam proses fabrikasi IC di masa yang akan datang.

Teknologi berbasis silikon

Seperti diketahui, ditinjau dari struktur elektronikanya, material semikonduktor dapat dibedakan atas dua jenis yaitu yang memiliki celah pita energi langsung (direct bandgap) dan celah pita energi tidak langsung (indirect bandgap). Silikon adalah material dengan celah energi yang tidak langsung, di mana nilai minimum dari pita konduksi dan nilai maksimum dari pita valensi tidak bertemu pada satu harga momentum yang sama. Ini berarti agar terjadi eksitasi dan rekombinasi dari membawa muatan diperlukan perubahan yang besar pada nilai momentumnya. Dengan kata lain, silikon sulit memancarkan cahaya. Sifat ini menyebabkan silikon tidak layak digunakan sebagai piranti fotonik/optoelektronik, sehingga tertutup kemungkinan misalnya membuat IC yang di dalamnya terkandung detektor optoelektronik atau suatu sumber pemamcar cahaya dengan hanya menggunakan material silikon saja. Beberapa usaha telah dilakukan untuk mengatasi hal ini antara lain dengan mengembangkan apa yang dikenal sebagai bandgap engineering. Salah satu contohnya adalah menumbuhkan struktur material SiGe/Si straitned layer superlattice. Parameter mekanik strain yang timbul karena perbedaan konstanta kisi kristal antara lapisan SiGe dan Si tersebut akan mempengaruhi struktur elektronik dari material di atas sehingga muncul efek brillioun-zone folding yang mengubah struktur pitanya menyerupai material dengan celah energi langsung (direct bandgap). Kombinasi dari kedua material tersebut memungkinkan terjadinya pemancaran dan penyerapan cahaya. Cara lain yang juga popular untuk memperbaiki sifat optik dari silikon adalah apa yang dinamakan material silikon porous. Dengan pelarutan secara elektrokimia, pada lempeng silikon dapat berbentuk lubang-lubang yang berukuran puluhan angstrom. Dengan bantuan sinar laser, akan dapat dilihat dengan mata telanjang pemancaran cahaya dari material silikon tersebut. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan menggunakan model two-dimensional quantum confinement. Kelemahan dari teknik ini adalah sifat reproducibility-nya yang rendah. Kemajuan-kemajuan di atas membuka era baru bagi material silikon dan panduannya untuk diaplikasikan pada divais optoelektronika.

Teknologi GaAs

Salah satu hambatan dari teknologi silikon adalah sifat listrik yang berhubungan dengan rendahnya mobilitas pembawa muatan dari material silikon ini. Mobilitas adalah parameter yang menyatakan laju dari pembawa muatan dalam semikonduktor bila diberi medan listrik. Untuk membuat piranti berkecepatan tinggi, galium arsenide (GaAs) dan material-material panduannya telah dipertimbangkan sebagai material pengganti silikon. Selain untuk divais elektron, material ini juga digunakan divais fotonik/laser dan divais gelombang mikro (microwave device). GaAs adalah material semikonduktor dari golongan III-V yang memiliki mobilitas elektron sekitar enam kali lebih tinggi dari silikon pada suhu ruang. Material ini bertipe celah energi langsung. Dengan memanfaatkan kelebihan ini, telah berhasil dibuat transistor yang disebut high electron mobility transistor (HEMT), menyusul transistor yang lebih dahulu popular untuk teknologi GaAs yaitu metal semiconductor field effect transistors (MESFET). Struktur dari HEMT mirip dengan MOSFET, tapi dengan menggunakan teknik modulasi doping, di mana elektron dapat dipisahkan dari ion pengotornya dan bergerak dalam sumur potensial dua dimensi (2DEG) dengan kecepatan tinggi. Pengembangan IC dengan berbasis material GaAs saat ini juga sedang ramai diteliti. Beberapa tahun yang lalu telah berhasil dibuat 64 kb static random access memory (SRAM) yang berkecepatan tinggi sebesar 2ns dengan menggunakan teknologi HEMT berukuran 0,6 mikron. Transistor berkecepatan tinggi lainnya yang sedang dikembangkan adalah heterojunction bipolar transistor (HBT). Struktur dari transistor ini adalah sambungan npn di mana emiter menggunakan material dengan celah energi yang lebih besar dibandingkan dengan base dan kolektor. Pada kondisi ini, diharapkan resistansi dari base dan kapasitansi dari sambungan base-emitter akan dapat direduksi sehingga dapat diperoleh frekuensi maksimum osilasi (fmaks) yang tinggi. Saat ini sudah dibuat HBT dengan fmaks 200 GHz. Walaupun banyak kemajuan yang sudah dicapai, banyak orang meragukan kemampuan teknologi GaAs ini untuk dapat bersaing dengan teknologi silikon dalam orde 0,1 mikron atau yang lebih kecil. Itulah sebabnya, banyak perusahaan semikonduktor terutama di Amerika Serikat yang tidak menganggap teknologi GaAs ini sebagai pengganti silikon.

Divais kuantum

Dewasa ini, perhatian besar juga diberikan pada struktur semikonduktor berdimensi rendah (low-dimensional semiconductor) seperti quantum well (2D), quantum wire (1D) dan quantum dot (0D). Struktur seperti ini adalah pembuka jalan ke era fabrikasi nanoteknologi dan divais kuantum (quantum device). Telah diketahui bahwa bila elektron dikurung dalam daerah potensial dengan dimensi yang sama dengan panjang gelombangnya maka akan muncul sifat gelombang elektron dan berbagai fenomena kuantum akan dapat diamati. Beberapa fenomena kuantum dapat mengurangi performansi dari divais itu sendiri sedangkan fenomena yang lain dapat memacu terciptanya divais kuantum yang baru. Beberapa divais kuantum seperti wire-transistor, single-electron transistor sudah berhasil dibuat dan menunjukkan kecepatan yang tinggi. Permasalahan yang timbul dari divais yang dibuat berdasarkan struktur semikonduktor dimensi rendah ini adalah arus drive yang rendah sehingga masih sulit untuk diaplikasikan. Secara umum, permasalahan yang dihadapi divais kuantum ini adalah operasi kerjanya yang masih harus dilakukan pada suhu rendah (seperti suhu helium cair : 4,2K) agar dapat diamati fenomena kuantum secara jelas. Hal ini tentunya akan menaikkan ongkos pembuatan sehingga belum menarik untuk diproduksi.

Intelligent material

Dari uraian di atas terlihat bahwa meskipun perkembangan divais semikonduktor dewasa ini sangat cepat, beberapa hambatan sudah mulai terlihat. Pertanyaan yang muncul adalah apakah usaha-usaha untuk memperbaiki performasi dari divais semikonduktor dapat terus dilakukan dengan pola yang ada sekarang ini atau harus dicari pola yang lain. Pola yang ada sekarang adalah bahwa dalam teknologi IC, transistor sebagai divais aktif dasar hanya mempunyai satu fungsi saja dan kemudian diubah menjadi berfungsi banyak dengan bantuan disain sirkuit dan software. Dengan berkembangnya permintaan untuk menciptakan suatu rangkaian terpadu yang makin kompleks, beban yang ditanggung oleh disain software akan makin berat sehingga kemungkinan besar sulit untuk direalisasikan. Untuk itu, dari pihak hardware, haruslah dilakukan usaha untuk dapat membantu meringankan beban tersebut. Salah satu usul adalah menciptakan divais yang multifungsi sehingga divais menjadi lebih adaptif. Divais seperti ini dapat direalisasikan dengan menggunakan apa yang disebut sebagai intelligent material. IC yang terbuat dari divais yang adaptif seperti ini akan menjadi bermultifungsi tanpa harus membebani disain software yang makin kompleks.

Tantangan di Indonesia

Jadi terlihat bahwa teknologi semikonduktor berkembang sangat pesat dengan mengeksploitasi fenomena-fenomena fisika yang sebelumnya hanya tertulis dalam texbook semikonduktor atau zat padat saja. Hal ini dimungkinkan karena banyaknya kemajuan yang dicapai dalam pengembangan peralatan-peralatan penumbuh material dalam bentuk film tipis. Hal ini juga diimbangi dengan kemajuan dalam teknik fabrikasi divais dan proses produksi. Sebagai teknologi tinggi, teknologi semikonduktor saat ini hanya terpusat di negara-negara industri dan negara industri baru saja karena memang membutuhkan biaya riset yang besar dan banyak tenaga ahli. Untuk Indonesia, langkah terbaik yang harus dilakukan adalah secepat mungkin terlibat dalam teknologi ini sehingga tidak jauh tertinggal. Prioritas pengembangan harus dapat ditentukan sendiri tanpa harus mengikuti jejak dari negara-negara yang sudah lebih dahulu maju dengan teknologi ini. Hal ini tentunya harus dikaitkan dengan peluang kompetisi yang masih tersisa. Negara-negara industri baru di Asia sudah membuktikan bahwa selalu ada peluang yang dapat ditempuh. Salah satu langkah konkrit yang mendesak saat ini adalah memperbanyak para ahli yang menguasai teknologi ini sehingga dapat terbentuk suatu masyarakat semikonduktor ynag dapat bekerja sama.

Sumber : Elektro Indonesia 5/1996

---

revisi terakhir : 1 Desember 2004

Read More

Dalam Mihrab Cinta

Siang itu Pesantren Al.Furqon yang terletak di daerah Pagu, Kediri, Jawa Timur geger. Pengurus Bagian Keamanan menyeret.seorang santri yang .diyakini mencuri. Beberapa orang santri terus menghajar santri berambut gondrong itu. Santri itu mengaduh dan minta ampun.

"Ampun, tolong jangan pukul saya. Saya tidak mencuri!” Santri,yang mukanya sudah berdarah-darah itu mengiba.
"Ayo mengaku. Kalau tidak kupecahkan kepalamu!" Teriak seorang santri berkopiah hitam dengan wajah sangat geram. "Sungguh, bukan saya pelakunya." Si Rambut Gondrong itu tetap tidak mau mengaku.
Serta merta dua bogem melayang ke wajahnya. "Nich rasain pencuri!" Teriak Ketua Bagian Keamanan yang turut melayangkan pukulan. Si Rambut Gondrong mengaduh lalu pingsan.
Menjelang Ashar, si Rambut Gondrong siuman. la dikunci di gudang pesantren yang dijaga beberapa santri. Kedua tangan dan kakinya terikat. Air matanya meleleh. la meratapi nasibnya. Seluruh tubuhnya sakit. la merasa kematian telah berada di depan mata. Di luar gudang para santri ramai berkumpul. Mereka msneriakkan kemarahan dan kegeraman.
"Maling jangan diberi ampun!"
“Hajar saja maling gondrong itu sampai mampus!"
"Wong maling kok ngaku-ngaku santri. Ini kurang ajar. Tak bisa diampuni!"
la menangis mendengar itu semua. Sepuluh menit kemudian pintu gudang terbuka. Ia sangat ketakutan. Tanpa ia sadari ia kencing di celana karena saking takutnya. Para santri yang didera kemarahan meluap hendak menerobos masuk. Tapi Lurah Pondok menahan mereka dengan sekuat tenaga. Pak Kiai, pengasuh pesantren masuk dengan wajah dingin.......

Read More

Zeolit

Zeolit merupakan salah satu bahan kekayaan alam yang sangat bermanfaat bagi industri kimia di Indonesia. Zeolit ada dua macam yaitu zeolit alam dan sintetik. Zeolit alam sudah banyak dimanfaatkan sehingga jumlahnya semakin berkurang. Umumnya zeolit alam digunakan untuk pupuk, penjernihan air, dan diaktifkan untuk dimanfaatkan sebagai katalis dan adsorbent. Zeolit sintetik sudah banyak digunakan di industri namun di Indonesia belum banyak diproduksi dan umumnya diperoleh dari impor. Untuk memenuhi kebutuhan zeolit ini maka para ahli melakukan penelitian sehingga didapatkan berbagai macam zeolit sintetik. Indonesia banyak membutuhkan zeolit sintetik untuk proses – proses kimia di industri kimia seperti sebagai katalis, ion exchanger, dan adsorbent dalam pengolahan limbah. Untuk itu dibutuhkan zeolit sintetik yang mempunyai kemurnian tinggi dan kualitas baik. Bahan baku pembuatan zeolit adalah bahan yang mengandung

silika dan alumunium. Kedua bahan baku ini jika diambil dari alam dan bahan logam tentunya mahal, namun dalam bentuk senyawa banyak diperoleh dan murah harganya. Silika dapat diperoleh dari bahan gelas / water glass, dan alumunium dapat diperoleh dari tawas, dan masih banyak bahan yang dapat digunakan untuk pembuatan zeolit sintetik.

Zeolit adalah kristal alumino silikat dari elemen grup IA dan grup IIA seperti natrium, kalium, magnesium, dan kalsium [6]. Secara kimia zeolit dapat ditulis dengan rumus empirik :

M2/nO.Al2O3.ySiO2.wH2O

dimana y adalah 2 atau lebih besar, n adalah valensi kation, dan w melambangkan air yang terkandung didalamnya. Struktur zeolit adalah kompleks yaitu merupakan polimer kristal anorganik didasarkan kerangka tetrahedral yang diperluas tak terhingga dari AlO4 dan SiO4 dan dihubungkan satu dengan lainnya melalui pembagian bersama ion oksigen.

Struktur kerangka ini mengandung saluran yang diisi oleh kation dan molekul air. Kation aktif bergerak dan umumnya bertindak sebagai ion exchange. Air dapat dihilangkan secara reversibel yang secara umum dengan pemberian panas. Jika zeolit didasarkan pada satu unit sel kristal dapat dituliskan sebagai :

Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y].wH2O

dimana :

n : valensi dari kation M

w : jumlah molekul air per unit sel

x dan y : jumlah total tetrahedral per unit

sel

Biasanya y / x bernilai 1 - 5, tetapi zeolit dengan silika tinggi harga y / x dibuat hingga 10 – 100 atau bahkan lebih tinggi.

Banyak kristal zeolit baru telah disintesis dan memenuhi beberapa fungsi penting dalam industri kimia dan minyak bumi dan juga dipakai sebagai produk seperti deterjen. Telah diketahui lebih dari 150 tipe zeolit sintetik dan 40 mineral zeolit. Beberapa jenis zeolit berdasarkan rasio Si / Al antara lain, zeolit silika rendah dengan perbandingan Si/Al 1 – 1,5, memiliki konsentrasi kation paling tinggi, dan mempunyai sifat adsorp s i yan g op timu m , contoh zeoli t silika rendah adalah zeolit A dan X; zeolit silika sedang, yang mempunyai perbandingan Si/Al adalah 2-5, contoh zeolit jenis ini adalah Mordernit, Erionit, Klinoptilolit, zeolit Y; zeolit silika tinggi, dengan perbandingan kadar Si/Al antara 10 – 100, bahkan lebih, contohnya adalah ZSM-5.

Proses pembuatan zeolit secara komersial terbagi menjadi tiga kelompok yaitu pembuatan zeolit dari gel reaktif aluminosilika atau hidrogel, konversi dari mineral tanah liat menjadi zeolit, dan proses berdasarkan pada penggunaan material mentah zeolit yang sudah ada di alam. Hidrogel dan konversi dari mineral tanah liat

membentuk bubuk atau pellet zeolit dengan kemurnian tinggi. Produk zeolit bubuk biasanya terikat dengan oksida organik atau mineral membentuk partikel yang menyatu untuk mempermudah dalam menangani dan menggunakannya.

Kristal zeolit kemurnian tinggi yang digunakan dalam proses adsorbsi harus dibentuk menjadi gumpalan yang mempunyai kekuatan fisik tinggi dan ketahanan terhadap keausan. Bubuk kristal dibentuk menjadi gumpalan dengan tambahan pengikat anorganik umumnya adalah tanah liat, dalam campuran basah. Campuran tanah liat zeolit kemudian dipotong menjadi pellet tipe silinder atau dibentuk menjadi manikmanik, setelah itu dikalsinasi membentuk komposit yang kuat. Proses komersial pertama dalam pembuatan zeolit sintesis dalam skala besar yang berdasarkan sintesis dalam laboratorim adalah dengan menggunakan hidrogel tak berbentuk (amorphous hydrogels). Material yang digunakan adalah natrium silikat, natrium aluminat, dan natrium hidroksida. Hydrogel process didasarkan baik sebagai sel gel homogen yang hidrogelnya disiapkan dari alumina reaktif atau silika dalam bentuk padat sebagai contoh bubuk silika padat. Bahan baku diukur dalam tangki pencampuran dalam rasio yang tepat. Kristalisasi dilakukan dalam kristaliser terpisah. Langkah aging pada

suhu kamar sebelum kristalisasi mungkin diperlukan untuk sintesa beberapa zeolit kemurnian tinggi. Umumnya suhu kristalisasi adalah dekat titik didih air, dalam kasus tertentu seperti sintesa zeolit tipe mordenit suhu yang lebih tinggi diperlukan. Setelah periode penghancuran, slurry kristal dalam larutan disaring pada rotary filter.

Jika dilihat dari manfaatnya, zeolit X dapat digunakan sebagai katalis, adsorbent, separasi gas, ion-exchanger, petrochemical, dan dapat pula digunakan sebagai deterjen. Oleh karena berbagai manfaat tersebut, maka penelitian mengenai pembuatan zeolit X ini perlu dilakukan. Pada penelitian sebelumnya pembuatan zeolit X dilakukan dengan proses hidrogel, dengan bahan baku larutan natrium aluminat, yang dicampur dengan larutan KOH dan NaOH, kemudian ke dalam campuran tersebut ditambahkan larutan natrium silikat. Pada penelitian ini, kami mengganti larutan natrium aluminat, KOH, dan NaOH, dengan bahan lain yang memiliki kandungan unsur-unsur yang sama yaitu tawas. Dan waterglass digunakan sebagai alternatif pengganti larutan natrium silikat. Penggunaan bahan baku water glass ini didasari oleh alasan bahwa kandungan silikat dalam water glass besar dan harganya relatif murah. Kondisi operasi optimum dalam pembuatan zeolit X dapat ditentukan dengan metode Response Surface Methodology (RSM). Dengan metode ini dapat diketahui bagaimana kombinasi kondisi proses yang cukup baik untuk mendapatkan zeolit X dengan perolehan hasil atau yield yang baik. Di samping itu, dalam metode RSM ini juga ditinjau pengaruh interaksi antar variabel. Tujuan penelitian ini adalah mencari kondisi operasi optimum dari pembuatan zeolit X dari bahan tawas dan waterglass.

Flanigen, E.M., 1991, “Zeolite and Molecular Sieves An Historical Perspective”, Elsevier Science Publishers B.V., New York

Read More

Dalam Mihrab Cinta (Takbir Cinta Zahrana)

Terkodifikasi dengan dua novelet yang lain, dalam mihrab cinta dan mahkota cinta. Takbir cinta Zahrana menyajikan kegalauan sang tokoh utama Zahrana. Saat dia tidak kunjung mendapatkan jodoh di usia yang sudah terlalu matang bagi ukuran wanita Indonesia. Sebuah usia yang bagi masyarakat umum adalah aib dan 'berhak' mendapat predikat perawan tua jika belum mempunyai pendamping hidup. 

Segudang penyesalan ia gumamkan, terutama kenapa dahulu dia lebih memilih untuk menempuh pendidikan S-2 terlebih dahulu daripada memikirkan tentang perkawinan. Dan saat ini, ketika dia mulai berharap untuk membina rumah tangga.

Dia dihadapkan pada sebuah pilihan sulit ketika orang-orang yang melamarnya sama sekali tidak bisa menyentuh hatinya. Sebuah pilihan, apakah dia harus mencari cinta sejati ataukah menerima begitu saja pria yang melamarnya dengan mengabaikan cinta disisi lain. Novelet ini, tentu saja juga dibumbui dengan intrik-intrik dunia pendidikan yang seakan mendobrak persepsi awam tentang 'kesucian' bidang ini.

Intrik yang mencoba menyampaikan pesan bahwa cinta, iri, dan dengki, tidak terbatas oleh sekat institusi. Selain juga berusaha untuk 'membumikan' kembali dunia pendidikan pada porsi yang seharusnya.

terlepas dari itu, novelet ini tetap menyelipkan pesan moral sebagai sebuah intisari. bahwa pepatah jawa "becik ketitik olo kethoro" (perbuatan baik akan diketahui, perbuatan buruk juga akan tampak). masih sangat relevan untuk di kontekstualisasikan dalam setiap sendi kehidupan, bahkan untuk sekarang.

Yang menarik juga untuk menarik minat baca adalah, jodoh Zahrana ternyata ada didalam diri seseorang yang sungguh tidak akan kita sangka jika merunut di awal cerita, akibat minimnya eksploitasi tokoh ini dalam lembar-lembar cerita. Siapakah dia? anda (pembaca) lebih baik jika menerka sambil menikmati 'sajian' cerita ini... 

Read More

Mc D team ( sebuah senyuman yang memiliki arti )

Berikanlah senyuman perpisan darimu wahai saudaraku...
KEMBON, suatu kata yang bisa dibilang aneh dan lucu kalo diinget-inget. Tanpa sengaja hal itu terucap dengan sepintas oleh seorang saudara seperjuangan pada saat "zaman-zaman jahiliyah". Dengan model rambut keriting dan mengembang serta kulit yang bisa dibilang lumayan hitam sih..... , akhirnya mereka menyamakanku dengan orang ambon. Tapi, tak apalah karna itu menurutku suatu penghargaan yang tinggi, karna tak ada lagi teman mereka yang bisa seperti aku ini.
Saat ini, sang pemberi nama pindah profesi sesuai dengan cita-citanya. Namec seorang yang bisa dibilang gaplek i (kadang-kadang loh mek), orang yang lucu+amit2.... serta anak yang bisa diajak curhat tentang masalah apapun dan sang penyelamat dari sebuah tugas yang lumayan susah untuk dipahami, karna dia anak yang rajin (GR). Selain itu, diantara para saudaraku ini, anak inilah yang paling gak bisa nolak kalo udah disuruhh pulkam, karna dia seneng banget ketemu emaknya. Kalo perlu dikaji lebih dalam lagi, wah... emank susah banget untuk ditulis. Tulisan bisa aja salah dalam mengetik dan kalo salah pasti bisa dihapus / diedit kembali. Yang jelas, dengan hadirnya namec, masalah jadi tenang dan jadi gila-gilaan. Namec ini merupaka orang yang pertama kali membuat nama MBON buatku ini. Nah, selanjutnya ada imbuhan KE- dalam kata KEMBON, yang diberikan oleh seorang saudara lagi yang bisa dibilang anaknya lumyan keras, cepet mengambil jalan permasalahan dengan adu fisik, gila banget ama yang namanya motor Ninja dan futsal, suka mancing, cukup dewasa juga, sukanya guyon gak penting (pake kata2 aneh, meski aku juga sering ikut2an) dan hal ini sering dia lakuin ama jenggot dan rapael, dan masih banyak lagi yang laennya. Namun, hal yang paling diinget yaitu daia paling takut sama Pak Mayor (babenya).
Dan, sekarang.....
merek berdua telah berhasil mencapai keinginannya. Namec di STAN dan Ganda di AKPOL.
Sekarang tinggal kurnia (orang yang lumayan cerewet, tapi baik hati, tempat TA yang paling handal dan seneng banget ngejek2 aq), tica ( yah.. hampir sama dengan kurnia lah...), trus ada juga Ola ( si kinclong dari moker.. yang senengnya suka bingung sendiri dan sangat mudah untuk ditipu, serta paling anti ama yang namanya pedes dan udang) dan cewek (aslinya namanya dimas).


Banyak sekali perjalanan yang sering dilakukan bersama-sama, mulai dari 'sedikit berbohong ke Pak Mayor', cankruk-an di Mc D, Travelling (ke pacet, nonton, dan jalan-jalan gak jelas, sama belanja untuk hal-hal penting), TA secara masal, bolos secara masal, dan masih banyak lagi yang laennya yang lebih gila lagi...

Saudaraku, jangan lupakan masa-masa lalu yang hanya kita lewati setahun lalu...
saat tertawa, iri satu sama lain, gila-gilaan, dan .................................................................................
........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................



Biarkanlah, titik--titik itu ditulis setelah kita berkumpul kembali

Read More

Sifat Mekanik Bahan

Sifat mekanik bahan

1. Elastisitas

Elastisitas merupakan kemampuan benda untuk ekmbali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja pada benda tersebut dihilangkan. Benda-benda yang memiliki sifat elastik disebut benda elastik, misalnya karet gelang, mistar platik dan pegas baja. Selain memiliki sifat elastik, benda padat juga memiliki sifat plastis yaitu sifat yang bertolakbelakang dengan sifat elastis. Contohnya ialah tanah lempung dan plastisin.

2. Hukum Hooke

Hukum hooke menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada pegas sebanding dengan konstanta pegas dan pertambahan panjang pegas. Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah pegas hingga pegas terenggang.

3. Kekuatan Bahan

Dalam bidang teknologi, kualitas bahan yang digunakan harus sesuai dengan keperluan dan fungsinya. Untuk keperluan tersebut, suatu bahan yang digunakan harus sesuai dengan keperluan dan fungsinya. Untuk keperluan tersebut, suatu bahan harus diuji macam-macam komposisi zatnya dan juga dilakukan pengujian sifat mekanis bahan yaitu tentang kelenturan dan kekerasannya. Empat sifat mekanis yang penting ialah kekuatan (strength), kekakuan (stiffness), kelenturan (ductility), dan kekerasan (hardhness).

Kekuatan suatu bahan berhubungan dengan besar gaya yang mampu ditahan oleh bahan sampai bahan itu tepat pecah atau patah. kekakuan berhubungan dengan ketahanan bahan itu terhadap suatu gangguan pada perubahan bentuk atau ukuran atau kedua-duanya. Kelenturann suatu bahan berhubungan dengan ketahanan terhadap pukulan, tekanan, bengkokan, juga bila digulung atau diregang menjadi bentuk-bentuk yang kita kehendaki. Sedangkan kekerasan suatu bahan berhubungan dengan bahan yang tidak rapuh atau tidak mudah retak.

Read More

Yang Muda Yang Berkarya

Semboyan atau pepatah? Apapun itu, untuk saat ini akan diakhiri dengan "Yang Tua yang Menjarahnya" atau "Yang Tua yang Berfoya-foya." Dalam tulisan ini, saya tidak bercibara dalam lingkup kecil, keluarga misalnya, tapi dalam sekala yang lebih besar, negara tentunya, kita lihat, adakah generasi muda ditangkup kursi pemerintahan? Meskipun ada itu hanya beberapa, dan ini pun tunduk pada generasi tua, meski memang sudah adatnya, tapi jika salah katakan salah, tidak hanya menjadi kambing congek meng-iya-kan semuanya. Pemuda, di era perjuangan adalah tonggak dari kemerdekaan, generasi muda jaman itu memaksa generasi tua untuk segera memerdekakan diri, jika pemuda tidak mendesak generasi tua, saat ini pemuda hanya akan menjadi budak kolonialis. Kenapa pemuda tidak memproklamasikan kemerdekakan Indonesia sendiri? Karena adat yang memang harus dipegang bahwa generasi tua lebih berhak, akan tetapi saat ini, penghormatan bagi generasi muda saat ini lekang dimakan jaman, bukan karena generasi tua tidak mau tahu, hanya saja generasi mudanya memang sudah diambang pembodohan dunia barat.


Kita tidak menolak budaya-budaya barat, tapi kita pemuda, harus mampu memilah yang sesuai dengan kebudayaan atau adat Indonesia, agar Indonesia tidak kehilangan Indonesia dimasa yang akan datang.

Read More

Kucinta Kau

Indonesia, Oh, Indonesia
Kucinta kau
Tak bisakah sejenak kau palingkan mukamu?
Untuk melihat apa yang ada dalam dirimu.
Apa yang bisa kau ungkapkan untuk kita, putra-putrimu.

Indonesia tercinta.
Apa lagi yang akan kita teruskan
Untuk garis keturunan kita yang akan hidup didalammu
Jika saat ini dirimu telah terkuras habis oleh tangan-tangan orang lain.
Orang lain yang bukan putra-putrimu.


http://pikiran-pemuda.blogspot.com/

Read More

IDE bagian 1

Semua berawal dari sebuah ide. Entah itu bisnis, karya ataupun harapan, semua dari sebuah ide.
Ide merupakan rancangan atau gagasan yang tersusun dalam pikiran. Dalam dunia grafis ide menjdai sangat penting dan mutlak menjdai kebutuhan yang sangat dominan selain kebutuhan pada kemampuan dan alat-alat. Ide sendiri terkadang sangat sulit untuk bisa kita temukan. Ini pengertian ide yang dimaksud oleh orang-orang pada saat ini atau kita sebut saja dengan orang modern. Berbeda dengan pemikiran Filsuf terkenal Yunani, Plato. Menurut murid Socrates ini, ide tidak diciptakan oleh pemikiran manusia. Ide tidak tergantung pada pemikiran manusia, melainkan pikiran manusia yang tergantung pad aide itu sendiri. Ide adalah citra pokok dan perdana dari realitas, nonmaterial, abadi, dan tidak berubah. Ide sudah ada dan berdiri sendiri di luar pemikiran kita. Ide-ide ini saling berkaitan satu dengan yang lainnya. Misalnya, ide tetang dua buah lukisan tidak dapat terlepas dari ide dua, ide dua itu sendiri tidak dapat terpisah dengan ide genap. Namun, pada akhirnya terdapat puncak yang paling tinggi di antara hubungan ide-ide tersebut. Puncak inilah yang disebut ide yang “indah”. Ide ini melampaui segala ide yang ada. Dunia ide adalah dunia yang hanya terbuka bagi rasio kita, masih menurut Plato. Dalam dunia ini tidak ada perubahan, semua ide bersifat abadi dan tidak dapat diubah. Hanya ada satu ide “yang bagus”, “yang indah”. Menurutnya, semua yang ada ini merupakan buah dari ide.
Imajinaasi tentu saja berbeda arti dengan ide, dalam kamus besar bahasa Indonesia dijelaskan bahwa imajinasi adalah daya piker untuk membayangkan atau menciptakan gambaran kejadian berdasarkan kenyataan atau pengalaman seseorang, pada pengertian kedua diatas sering disebut juga melamun. Tatapi, dalam dunia grafis saat ini, kedua pengertian diatas tidak dapat dipisahkan sebab imajinasi kadang timbul karena ide begitu jug aide, kita akan berandai-andai atau berimajinasi seperti apa yang akan kita realisasiskan dari ide tersebut, namun terkadang juga saat kita berimajinasi dan atau melamun, kita mendapatkan ide secara mendadak, karena memang ide dan imajinasi ini berhubungan sangat erat.

..............................................

Read More

REVIEW THERMODINAMIKA Bab 1

DEFINISI
Thermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Kalor dan diubah dalam berbagai macam kerja seperti kerja mekanis, kerja elektrik dll.

PROPERTI DASAR
Sifat adalah karakteristik yang dapat diukur langsung atau tidak langsung ketika system dalam keseimbangan atau dekat dengan keseimbangan, misal : Volume, berat, suhu, kekentalan dll.
Sifat dapat dibedakan dalam dua jenis
sifat intensif : sifat zat/materi yang tidak tergantung pada jumlah massanya dalam batas system, contoh : Berat jenis, volume jenis, kalor jenis,tekanan.
sifat ekstensif : sifat materi yang berhubungan langsung / berbanding lurus dengan massa system, contoh : Volume, berat.
Besaran-besaran yang digunakan dalam thermodinamika:
Tekanan ( P )
Tekanan termasuk sebagai sifat intensif.Tidak dapat dibagi-bagi atau dilipatkan, tekanan adalah gaya per satuan luas.
P = F/A
F = Gaya
A = Luas
Satuan tekanan inggris= Psi
1 Atm = 1 kg / cm2 = 0.98 bar mendekati 1 bar
1 in.hg = 0.4912 psi
Satuan international (SI) = Pascal (pa)
1 pascal = 1 N/cm2
1 bar = 100000 Pa = 10 N/m2 = 1 Atm.


Besaran lain yang sejenis dengan tekanan adalah Tegangan
Tegangan ( τ ) : dalam system mekanis
GGL : δW = -εdθ : dalam system listrik
Kuat medan : δW = -K.dJ : dalam satuan magnetic

Volume ( V )
Volume termasuk sifat ekstensif, bisa dibagi ataupun dilipatkan.

Berat( W )
Berat termasuk sifat ekstensif.
W = M. g
M : massa
G : gravitasi = 32,16 ft/sec2 = 9,81 m/s2

Kerja (W)
Kerja adalah energi yang dikeluarkan untuk memindahkan partikel dalam jarak tertentu.kerja yang dihasilkan oleh gaya sebanding dengan pertambahan energi kinetik partikel tersebut. Energi kinetik adalah energi tersimpan dalam partikel yang mengalami perubahan kecepatan.
Kerja luar : kerja yang dilakukan oleh sistem kepada lingkungan
Kerja mekanik seperti penarikan / penekanan kawat
dW = – F.dL
tanda (-) untuk gaya tarik, kawat akan mengalami perlawan karena gaya tarik.
W = F. dX.cosθ
F: Gaya dX : jarak perpindahan θ : sudut antara F dan X
Ek : energi Kinetik M : Massa V : Kecepatan

W = F. dX
Tekanan (P) = F/A F=P.A A : luas penampang
W = P.A.dX, sedangkan A.dx = dV ( perubahan volume )
Maka kerja bisa dituliskan dalam formula W = P.dV. rumus ini berlaku untuk kondisi system tertutup (massa tetap).Misal; proses pada system piston motor bakar.
dV > 0 → kerja expansi (volume membesar)
dV < 0 → kerja kompresi (volume mengecil)

Suhu ( T )
Macam-macam pengukur suhu:
Thermometer air raksa (pemuaian Hg)
Termometer gas (hubungan antara P tekanan, Volume, dan suhu )
Thermometer Hambatan (hubungan tahanan (R) logam
Termokopel (hubungan antara kalor dengan GGL)

Kalor (Q)
Adalah energi yang berpindah apabila beberapa benda beda suhu dikontakan.kalor tidak tersimpan dalam benda.Dalam termodinamika perlu dipelajari:
perubahan apa yang terjadi pada sifat benda bila ia melepas / menerima kalor
apakah ada batas terendah / tertinggi suhu suatu benda
ketentuan :
kalor yang dikeluarkan oleh system yang ditinjau : bernilai minus ( – )
kalor yang diisap oleh system : bernilai plus ( + )
Satuan kalor ;
BTU (Inggris) : banyaknya kalor untuk menaikan suhu air dengan massa 1 lb senilai 1 Fahrenheit pada suhu 68 F,tekanan atkosfer standart
Calorie : banyaknya kalor untuk menaikkan suhu air 1 gram senilai 1 celcius pada suhu 15 C,tekanan atmosfer standart
1 Joule = 1 N.m = 1 watt.dt = 1 kgm2/dt2
1 KWH = 3,6 megajoule
1 e.v (electron Volt ) = 1,60219. (10)pangkat-19 Joule
1 kilo calorie = 4,2 kilo joule
1 Btu = 252 kalori = 1055 joule
Besarnya kalor yang dipindahkan tergantung lintasan perubahan lintasan
Adiabatik : apabila dalam proses, antara system dan lingkungan tidak terjadi perpindahan kalor
Panas jenis : jumlah kalor yang diperlukan untuk mengadakan perubahan kalor persatuan berat ( C ) = dq / m
Untuk air panas jenis = 1 btu / lb Fahreinhet
Panas laten : kalor yang diperlukan untuk merubah struktur fisik zat pada suhu konstan, contoh : panas penguapan, panas pencairan dll. Suatu bahan biasanya mengalami perubahan temperatur bila terjadi perpindahan kalor antara bahan dengan lingkungannya. Pada suatu situasi tertentu, aliran kalor ini tidak merubah temperaturnya. Hal ini terjadi bila bahan mengalami perubahan fasa. Misalnya padat menjadi cair (mencair), cair menjadi uap (mendidih) dan perubahan struktur kristal (zat padat). Energi yang diperlukan disebut kalor transformasi. Kalor yang diperlukan untuk merubah fasa dari bahan bermassa m adalah
Q = m L , dimana L adalah kalor laten.
Kesetaraan Mekanik dari Kalor.
Dari konsep energi mekanik diperoleh bahwa bila gesekan terjadi pada sistem mekanis, ada energi mekanis yang hilang. Dan dari eksperimen diperoleh bahwa energi yang hilang tersebut berubah menjadi energi termal.
Dari eksperimen yang dilakukan oleh Joule (aktif penelitian pada tahun 1837-1847) diperoleh kesetaraan mekanis dari kalor :
1 kal = 4,186 joule
Kapasitas Kalor Dan Kalor Jenis
Kapasitas kalor (C) : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari suatu sampel bahan sebesar 1 Co.
Q = C T
Kapasitas panas dari beberapa benda sebanding dengan massanya, maka lebih mudah bila didefinisikan kalor jenis, c :
Kalor jenis, c : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari 1 gr massa bahan sebesar 1 Co.
Q = m c T

T2
Bila harga c tidak konstan : Q =  m c dT
T1

Catatan : untuk gas kalor jenis biasanya dinyatakan untuk satu mol bahan, dsb kalor jenis molar,
Q = n c T
d
Daya adalah laju perpindahan energi.Atau kata lain banyaknya pemakaian energi dalam suatu proses dari kondisi awal sampai akhir.
Energi Dalam ( U )
E = EK + EP + U
E : Energi total system EK : Energi kinetic
EP : Energi potensial U : Energi Dalam

TIPE ENERGI
Kemampuan melakukan kerja atau perubahan, tidak dapat diciptakan atau dihilangkan, hanya dapat dirubah bentuknya. Pembagian Energi adalah sbb:
1. Energi Tersimpan
- Energi kinetic
- Energi Potensial
- Energi Dalam
- Energi Kimia
2. Energi dalam perubahan
- Panas
- Kerja
MEKANISME PERPINDAHAN
Bila dua benda atau lebih terjadi kontak termal maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bertemperatur lebih tinggi ke benda yang bertemperatur lebih rendah, hingga tercapainya kesetimbangan termal. Proses perpindahan panas ini berlangsung dalam 3 mekanisme, yaitu : konduksi, konveksi dan radiasi.
Konduksi
Proses perpindahan kalor secara konduksi bila dilihat secara atomik merupakan pertukaran energi kinetik antar molekul (atom), dimana partikel yang energinya rendah dapat meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi.



Sebelum dipanaskan atom dan elektron dari logam bergetar pada posisi setimbang. Pada ujung logam mulai dipanaskan, pada bagian ini atom dan elektron bergetar dengan amplitudi yang makin membesar. Selanjutnya bertumbukan dengan atom dan elektron disekitarnya dan memindahkan sebagian energinya. Kejadian ini berlanjut hingga pada atom dan elektron di ujung logam yang satunya. Konduksi terjadi melalui getaran dan gerakan elektron bebas.
Konduksi : H = - k A (T1 - T2 ) / L , k adalah kondutivitas termal.


Konveksi
Apabila kalor berpindah dengan cara gerakan partikel yang telah dipanaskan dikatakan perpindahan kalor secara konveksi. Bila perpindahannya dikarenakan perbedaan kerapatan disebut konveksi alami (natural convection) dan bila didorong, misal dengan fan atau pompa disebut konveksi paksa (forced convection).
Besarnya konveksi tergantung pada :
a. Luas permukaan benda yang bersinggungan dengan fluida (A).
b. Perbedaan suhu antara permukaan benda dengan fluida (T).
c. koefisien konveksi (h), yang tergantung pada :
# viscositas fluida
# kecepatan fluida
# perbedaan temperatur antara permukaan dan fluida
# kapasitas panas fluida
# rapat massa fluida
# bentuk permukaan kontak

Konveksi : H = h x A x T
Radiasi
Pada proses radiasi, energi termis diubah menjadi energi radiasi. Energi ini termuat dalam gelombang elektromagnetik, khususnya daerah inframerah (700 nm - 100 m). Saat gelombang elektromagnetik tersebut berinteraksi dengan materi energi radiasi berubah menjadi energi termal.
Untuk benda hitam, radiasi termal yang dipancarkan per satuan waktu per satuan luas pada temperatur T kelvin adalah :

E = e T4.
dimana  : konstanta Boltzmann : 5,67 x 10-8 W/ m2 K4.
e : emitansi (0  e  1)

SISTEM
Sistem termodinamika adalah bagian dari lingkungan yang diperhitungkan. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan.Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:
sistem terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
- pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
- pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.

Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.
Sistem termodinamika juga dapat dikategorikan dalam 2 jenis, yaitu:
Sistem homogen : komponen dan fasenya merata pada seluruh volumenya.misal : kopi manis, walau terdiri dari tiga macam material yaitu kopi,air dan gula namun bila diaduk merata diseluruh volumenya maka bisa dikatakan homogen.
Sistem heterogen : tidak homogen.contoh minyak goreng mengendap,walau satu jenis material namun fasenya tidak merata disetiap volumenya maka dikatakan system heterogen. Komposisi adalah jumlah relative (perbandingan) zat-zat yang ada dalam system. Zat murni adalah sistem yang terdiri dari satu macam zat yang homogen fasenya dan stabil secara kimia.

PROSES/SIKLUS

Isotermal = suhu yang sama atau suhu selalu konstan, isokorik = volume yang sama atau volume selalu
konstan, isobarik = tekanan yang sama atau tekanan selalu konstan.

Proses Isotermal (suhu selalu konstan)

Dalamproses Isotermal, suhu sistem dijaga agar selalu konstan. Sistem yang kita analisis secara teoritis adalahgas ideal. Suhu gas ideal berbanding lurus dengan energi dalam gas ideal (U = 3/2 nRT). Karena T tidakberubah maka U juga tidak berubah. Dengan demikian, jika diterapkan pada proses isotermal,persamaan Hukum pertama termodinamika akan berubah bentuk seperti ini :

ΔU = Q −W →ΔU = 0 (energi dalam sistem tidak berubah)
0 = Q −W
Q =W →Persamaan proses isotermal

Pada proses isotermal (suhu konstan), kalor (Q) yang ditambahkan pada sistem digunakan sistem untuk melakukan kerja (W).
Perubahan tekanan dan volume sistem pada proses isotermal digambarkan melalui grafik di bawah :

Mula‐mula volume sistem = V1 (volume kecil) dan tekanan sistem = P1 (tekanan besar). Agar suhu sistem selalu konstan maka setelah kalor ditambahkan pada sistem, sistem memuai dan melakukan kerja terhadap lingkungan. Setelah sistem melakukan kerja terhadap lingkungan, volume sistem berubah menjadi V2 (volume sistem bertambah) dan tekanan sistem berubah menjadi P2 (tekanan sistem berkurang). Bentuk grafik melengkung karena tekanan sistem tidak berubah secara teratur selama proses. Besarnya kerja yang dilakukan sistem = luasan yang diarsir.

Proses Adiabatik

Dalam proses adiabatik, tidak ada kalor yang ditambahkan pada sistem atau meninggalkan sistem (Q =0). Proses adiabatik bisa terjadi pada sistem tertutup yang terisolasi dengan baik. Untuk sistem tertutup yang terisolasi dengan baik, biasanya tidak ada kalor yang dengan seenaknya mengalir ke dalam sistem atau meninggalkan sistem. Proses adiabatik juga bisa terjadi pada sistem tertutup yang tidak terisolasi.
Untuk kasus ini, proses harus dilakukan dengan sangat cepat sehingga kalor tidak sempat mengalir menuju sistem atau meninggalkan sistem.
Jika diterapkan pada proses adiabatik, persamaan Hukum pertama termodinamika akan berubah bentuk seperti ini :

ΔU = Q −W →Q = 0 (Tidak ada kalor yang masuk atau keluar sistem)
ΔU = 0 −W
ΔU = −W → Persamaan proses adiabatik

Apabila sistem ditekan dengan cepat (kerja dilakukan terhadap sistem), maka kerja bernilai negatif.
Karena W negatif, maka U bernilai positif (energi dalam sistem bertambah). Sebaliknya jika sistem berekspansi atau memuai dengan cepat (sistem melakukan kerja), maka W bernilai positif.
Karena W positif, maka U bernilai negatif (energi dalam sistem berkurang).
Energi dalam sistem (gas ideal) berbanding lurus dengan suhu (U = 3/2 nRT), karenanya jika energi dalam sistem bertambah maka suhu sistem juga bertambah. Sebaliknya, jika energi dalam sistem berkurang maka suhu sistem berkurang. Perubahan tekanan dan volume sistem pada proses adiabatik digambarkan melalui grafik di bawah :

Kurva adiabatik pada grafik ini (kurva 1‐2) lebih curam daripada kurva isotermal (kurva 1‐3). Perbedaankecuraman ini menunjukkan bahwa untuk kenaikan volume yang sama, tekanan sistem berkurang lebihbanyak pada proses adiabatik dibandingkan dengan proses isotermal. Tekanan sistem berkurang lebihbanyak pada proses adiabatik karena ketika terjadi pemuaian adiabatik, suhu sistem juga berkurang.Suhu berbanding lurus dengan tekanan, karenanya apabila suhu sistem berkurang, maka tekanan sistemjuga berkurang. Sebaliknya pada proses isotermal, suhu sistem selalu konstan. Dengan demikian pada
proses isotermal suhu tidak ikut mempengaruhi penurunan tekanan.

Salah satu contoh proses yang mendekati adiabatik terjadi pada mesin pembakaran dalam, misalnyamesin diesel dan mesin motor yang pakai bensin. Pada mesin diesel, udara dimasukan ke dalam silinderdan udara yang berada di dalam silinder ditekan dengan cepat menggunakan piston (kerja dilakukanpada udara). Proses penekanan adiabatik (pengurangan volume sistem) digambarkan melalui kurva 2‐1.
Karena ditekan dengan cepat secara adiabatik maka suhu udara naik dengan cepat. Pada saat yangsama, solar disemprotkan ke dalam silinder lewat injektor dan campuran terpicu seketika (terjadi prosespembakaran). Pada mesin motor yang pakai bensin, campuran udara dan bensin dimasukkan ke dalamsilinder kemudian ditekan dengan cepat menggunakan piston. Karena ditekan dengan cepat secaraadiabatik maka suhunya naik dengan cepat. Pada saat yang sama, busi memercikan bunga api sehinggaterjadi proses pembakaran.

Proses Isokorik (volume selalu konstan)

Dalam proses Isokorik, volume sistem dijaga agar selalu konstan. Karena volume sistem selalu konstan,maka sistem tidak bisa melakukan kerja pada lingkungan. Demikian juga sebaliknya, lingkungan tidakbisa melakukan kerja pada sistem.Jika diterapkan pada proses isokorik, persamaan Hukum pertama termodinamika akan berubah bentuk
seperti ini :

ΔU = Q −W →W = 0 (Sistem tidak melakukan kerja terhadap lingkungan)
ΔU = Q − 0
ΔU = Q→ Persamaan proses isokorik

Pada proses isokorik (volume konstan), kalor (Q) yangditambahkan pada sistem digunakan untuk menaikkan energi dalam sistem.Perubahan tekanan dan volume sistem pada proses isokorik digambarkan melalui grafik di bawah :

Mula‐mula tekanan sistem = p1 (tekanan kecil). Adanya tambahan kalor pada sistem menyebabkanenergi dalam sistem bertambah. Karena energi dalam sistem bertambah maka suhu sistem (gas ideal)meningkat (U = 3/2 nRT). Suhu berbanding lurus dengan tekanan. Karenanya, jika suhu sistemmeningkat, maka tekanan sistem bertambah (p2). Karena volume sistem selalu konstan maka tidak adakerja yang dilakukan (tidak ada luasan yang diarsir).




Catatan :
Sebelumnya dikatakan bahwa dalam proses isokorik, sistem tidak bisa melakukan kerja terhadaplingkungan. Demikian juga sebaliknya, lingkungan tidak bisa melakukan kerja terhadap sistem. Hal inidisebabkan karena pada proses isokorik, volume sistem selalu konstan alias tidak berubah. Terdapat jenis kerja tertentu yang tidak melibatkan perubahan volume. Jadi walaupun volume sistemkonstan alias tidak berubah, kerja masih bisa dilakukan terhadap sistem. Misalnya terdapat sebuah kipas+ baterai dalam sebuah wadah tertutup. Kipas bisa berputar menggunakan energi yang disumbangkanbaterai. Untuk kasus ini, kipas, baterai dan udara yang berada di dalam wadah dianggap sebagai sistem.Ketika kipas berputar, kipas melakukan kerja terhadap udara yang ada dalam wadah. Pada saat yang
sama, energi kinetik kipas berubah menjadi energi dalam udara. Energi listrik pada baterai tentu sajaberkurang karena sudah berubah bentuk menjadi energi dalam udara. Contoh ini
menunjukkan bahwa pada proses isokorik (volume selalu konstan), kerja masih bisa dilakukan terhadapsistem (kerja yang tidak melibatkan perubahan volume).

Proses Isobarik (tekanan selalu konstan)

Dalam proses Isobarik, tekanan sistem dijaga agar selalu konstan. Karena yang konstan adalah tekanan,maka perubahan energi dalam (delta U), kalor (Q) dan kerja (W) pada proses isobarik tidak ada yangbernilai nol. Dengan demikian, persamaan hukum pertama termodinamika tetap utuh seperti semula :

ΔU = Q –W

Perubahan tekanan dan volume gas pada proses isobarik digambarkan melalui grafik di bawah :

Mula‐mula volume sistem = V1 (volume kecil). Karena tekanan dijaga agar selalu konstan maka setelahkalor ditambahkan pada sistem, sistem memuai dan melakukan kerja terhadap lingkungan. Setelahmelakukan kerja terhadap lingkungan, volume sistem berubah menjadi V2 (volume sistem bertambah).Besarnya kerja (W) yang dilakukan sistem = luasan yang diarsir.

Read More