PANAS

PENDAHULUAN

A.    Latar belakang

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda.

Panas adalah energi yang berpindah akibat perbedaan suhu. Panas bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah. Setiap benda memiliki energi-dalam yang berhubungan dengan gerak acak dari atom-atom atau molekul penyusunnya.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apakah pengertian panas, kalor, suhu dan temperature serta apa saja contoh dari sumber panas?

2.      Bagaimanakah perubahan wujud zat dan kesetaraan kalor mekanik?

3.      Bagaimanakah perpindahan dan pertukaran panas pada suatu zat?

4.      Bagaimanakah penerapan Asas Black dalam kehidupan sehari-hari?

5.      Bagaimanakah pemanfaatan panas dalam mesin mobil?

C.     Tujuan Penulisan

1.      Untuk mengetahui apakah perbedaan panas,kalor,suhu dan temperatur.

2.      Untuk mengetahui bagaimana proses perubahan wujud zat dan kesetaraan kalor mekanik.

3.      Untuk mengetahui bagaimana perpindahan dan pertukaran panas pada suatu zat.

4.      Untuk mengetahui bagaimanakah penerapan Asas Black dalam kehidupan sehari-hari.

5.      Untuk mengetahui apa saja pemanfaatan panas dalam mesin mobil.

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Panas, Kalor, Suhu dan Temperatur

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda. Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama Antonnie laurent lavoiser (1743 - 1794). Kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius.Teori Kalor Dasar:

1.      Kalor yang diterima sama dengan (=) kalor yang dilepas : Azas/asas Black-Penemu adalah Joseph Black (1720 - 1799) dari Inggris.

2.      Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan. Penemunya adalah Benyamin Thompson (1753 - 1814) dari Amerika Serikat

3.      Kalor adalah salah satu bentuk energi. Ditemukan oleh Robert Mayer (1814 - 1878)

4.       Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi disebut kalor mekanik. Digagas oleh James Prescott (1818 - 1889)

Panas adalah energi yang berpindah akibat perbedaan suhu. Panas bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah. Setiap benda memiliki energi-dalam yang berhubungan dengan gerak acak dari atom-atom atau molekul penyusunnya. Energi-dalam ini directly proportional terhadap suhu benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda bergandengan, mereka akan bertukar energi internal sampai suhu kedua benda tersebut seimbang. Jumlah energi yang disalurkan adalah jumlah energi yang tertukar. Kesalahan umum untuk menyamakan panas dan energi internal. Perbedaanya adalah panas dihubungkan dengan pertukaran energi internal dan kerja yang dilakukan oleh sistem. Mengerti perbedaan ini dibutuhkan untuk mengerti hukum pertama termodinamika Radiasi inframerah sering dihubungkan dengan panas, karena objek dalam suhu ruangan atau di atasnya akan memancarkan radiasi kebanyakan terkonstentrasi dalam "band" inframerah-tengah.

Suatu benda dikatakan memiliki energi bila ia dapat melakukan kerja. Air terjun misalnya dapat dikatakan sebagai energi karena ia dapat memutar turbin. Cahaya matahari memiliki energi, ia dapat menguapkan air laut atau mengeringkan pakaian. Begitu juga dengan bensin memiliki energi karena pembakaran bensin dapat menggerakkan mesin mobil. Jadi energi adalah sesuatu yang menyebabkan suatu benda dapat melakukan kerja.

Semakin banyak energi yang dimiliki partikel-partikel suatu benda, semakin panas benda tersebut. Panas adalah energi kinetik total dari partikel-partikel yang bergerak dalam suatu benda/objek. Temperatur adalah ukuran daari energi kinetik rata-rata dari partikel-partikel.

Energi panas benda sebanding sengan getaran partikel dalam suatu materi. Jumlah panas yang memiliki suatu benda adalah energi kinetik dari semua partikel yang bergerak dalam benda. Enrgi panas adalah suatu bentuk energi kinetik. Energi panas dapat melakukan usaha, misalnya meleburkan besi dan mendidihkan air.  Sumber-Sumber Panas

Panas atau kalor yang berasal dari suatu benda dapat berasal dari berbagai sumber. Sumber panas tersebut dapat berasal dari :

1.       Matahari

Matahari adalah sumber energi yang sangat besar.Reaksi yang terjadi di matahari adalah reaksi fusi, yaitu penggabungan inti-inti atom hidrogen membentuk inti-inti atom helium. Salah satu dampak reaksi fusi tersebut adalah panas. Energi panas yang sampai ke bumi adalah  hanya sebagian kecil dari energi total yang dipancarkannya.

2.      Bahan Bakar

Energi panas dapat berasal dari bahan bakar, misalnya bahan bakar minyak bumi. Bahan bakar minyak bumi adalah energi yang tidak dapat diperbaharui, bahan bakar tersebut dapat berupa minyak tanah, bensin, atau solar yang biasa digunakan sebagai pengisi bahan bakar pada kendaraan bermotor.

Hampir seluruh listrik di dunia dihasilkan dengan cara membakar bahan bakar fosil. Akan tetapi, penyediaannya terbatas dan  hanya dapat digantikan setelah jutaan tahun. Di masa yang akan datang kita harus tergantung kepada sumber-sumber yang dapat diperbaharui seperti angin, tenaga surya dan listrik tenaga air.

3.      Listrik

Listrik adalah salah satu sumber energi panas. Listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik dapat bersumber dari panas bumi, atau air.
Listrik yang digunakan di rumah dapat diubah menjadi energi panas, alat yang dapat merubah energi tersebut terdapat pada setrika listrik, pemanas air, atau microwave.

4.      Makanan
Makhluk hidup memerlukan  makanan sebagai sumber energinya. Energi kimia yang terdapat dalam  makanan dapat berubah bentuk menjadi energi panas. Hal tersebut dapat kita rasakan setelah kita mengkonsumsi makanan, tubuh kita terasa hangat.

5.      Gesekan
Gesekan dapat ditimbulkan oleh dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Dampak dari adanya gesekan adalah terjadinya panas, besarnya energi panas yang timbul dapat bergantung dari tingkat kekasaran permukaan benda yang bergesekan, semakin kasar permukaan suatu benda maka semakin besar pula panas yang ditimbulkan.
Sebagai contoh pada zaman dahulu orang membuat api dengan cara menggesek-gesekan dua buah batu, gesekan pada batu menimbulkan panas. Contoh lain bahwa gesekan dapat menimbulkan panas adalah gesekan antara meteor yang jatuh ke bumi dengan lapisan atmosfir bumi, meteor akan terbakar karena gesekan antara keduanya.

B.     Perubahan Wujud Zat dan Kesetaraan Kalor Mekanik

Perubahan Wujud Zat

Suatu zat dapat berbentuk padat, cair atau gas. Jika suatu zat dapat menyerap panasmaka temperatur itu akan naik. Kenaikan temperatur sampai temperatur tertentu akan menyebabkan terjadinya perubahan wujud zat. Misalnya suatu zat yang berbentuk padat dapat menyerap panas terus-menerus maka benda tersebut akan lunak dan menjadi cair.

Dalam istilah IPA, perubahan wujud dari padat  menjadi cair disebut mencair. Temperatur untuk pencairan benda padat disebut dengan titik cair, misalnya dari sebongkas es menjadi air.

Apabila benda cair terus menerus diberi panas maka temperatur benda cair tersebut akan naik sampai berubah menjadi uap. Peristiwa ini dinamakan menguap dan temperatur benda saat mencair tersebut dinamakan titik uap. 

Misalnya sebongkah es yang temperaturnya -25˚C, setelah itu dipecah-pecah dengan cepat dan pecahan itu dimasukkan dalam bejana kaca tahan panas dan di dalamnya dilengkapi thermometer dan pengaduk. Bejana tersebut dipanasi dengan kumparan pemanas yang menghasilkan panas dengan jumlah yang telah per satuan waktu serta tidak ada panas lagi yang diterima dari es tadi.

Jika diamati secara seksama maka temperature es akan naik secara teratur  dan temperature akan mencapai 0˚C hingga terlihat es dalam bejana melebur karena terlihat ada air. Perubahan wujud dari padat ke cair ini disebut melebur. Selama perubahan fase tidak terjadi kenaikan temperature, meskipun panas yang diberikan oleh kumparan terus-menerus sampai semuanya es melebur. Untuk menjaga temperatur air merata maka harus diaduk terus-menerus. Setelah es semuanya melebur, temperature akan kelihatan naik karena panas jenis air lebih besar daripada es. Jika temperature sudah mencapai 100˚C mulai kelihatan ada gelembung-gelembung uap air yang meninggalkan permukaan atau dikatakan air mendidih. Temperature masih tetap 100˚C sampai seluruh air menguap maka akan terjadi perubahan fase cair ke uap. Apabila semua uap air dapat ditampung di suatu bejana yang besar dan proses pemanasan dilanjutkan maka gas ini dapat dikatakan “uap terlalu panas”.

Apabila suatu gas didinginkan secara terus-menerus sehingga temperaturnya turun dan mencapai titik didih, uap tersebut akan berubah ke fase cair dan disebut mengembun. Temperatur pada saat uap mengembun disebut titik embun dan sekaligus disebut titik didih. Banyaknya panas yang dikeluarkan pada saat gas mengembun ternyata sama dengan banyaknya panas yang diperlukan untuk menguapkannya, sehingga panas pengembunan sama dengan panas penguapan. Begitu juga pada saat cairan tersebut didinginkan sampai pada titik lebutr sehingga cairan tersebut kembali padat disebut membeku dan temperatur pada saat cairan membeku disebut titik beku.

Pada keadaan dan tekanan tertentu suatu zat dapat langsung berubah dari fase padat ke uap tanpa melalui fase cair atau sebaliknya sehingga disebut menyublim. Es kering (CO₂ padat) menyublim pada tekanan atmosfer dan CO₂ cair tidak dapat bertahan di bawah tekanan yang kecil kira-kira 5,4 x 10³ Pa atau 5,4 atm. Pada proses sublimasi panas tersebut diserap dan kebalikannya panas dikeluarkan.

Kesetaraan Kalor Mekanik

                        Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang disebut energi panas. Dengan memandang bahwa panas merupakan suatu bentuk energi mala satuan-satuan energi dapar digunakan untuk menyatakan satuan panas yang sudah ada. Hubungan antara satuan energi mekanik dan satuan energi panas disebut tara kalor mekanik.

Orang yang pertama melakukan percobaa hubungan antara satuan panas dengan energi mekanik adalah J. P. Joule pada 1847.

            Berikut ini percobaan yang dilakukan oleh Joule yang mengatakan bahwa kalor adalah suatu bentuk energi. Oleh karenanya juga mematuhi hukum kekekalan energi. Apabila dua benda yang berbeda suhunya saling bersentuhan maka akan berlaku ketentuan bahwa jumlah kalor yang diterima oleh benda yang satu sama dengan jumlah kalor yang dikeluarkan atau diberikan oleh benda yang lain.

(gambar percobaan joule)

Tabung berisi air diberi tutup yang kedap air. Dalam tabung berisi sudu-sudu yang dapat berputar dan sudu-sudu tetap. Gerak beban akan menyebabkan gerakan sudu-sudu dalam air. Gerakan inilah yang akan menimbulkan gesekan dengan air sehingga akan menaikkan suhu. Kenaikan suhu ini dapat diamati dari termometer.

Jumlah usaha yang dilakukan oleh beban yang jatuh adalah 1kkal kalor timbul untuk setiap 4.185 joule usaha yang dilakukan sehingga dapat dirumuskan:

J = 4185 j/kkal

Persaman  ini dikenal dengan kesetaraan kalor mekanis. Dengan kata lain satu kalori setara dengan 4186 joule.

C.    Perpindahan dan Pertukaran Panas pada Suatu Zat

Perpindahan Panas

Perpindahan energi yang diakibatkan adanya perbedaan energi karena perbedaan temperatur di antara satu benda dengan benda lain yang berdekatan. Perpindahan panas dapat ditinjau secara mikroskopis. Jika suatu benda dipanasi molekul-molekul benda akan bergetar dan getaran ini akan bertambah jika pnas ditambah. Getaran-getaran ini yang akan menyebabkan getaran lebih kecil dari molekul di sampingnya dan akhirnya terjadi perpindahan panas.

Menurut caranya, perpindahan panas ada tiga macam, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.

1.         Konduksi

Konduksi adalah peristiwa berpindahnya kalor melalui medium (zat perantara) tanpa disertai dengan perpindahan partikel medium tersebut. Konduksi biasanya dapat terjadi pada zat padat seperti berbagai jenis logam dan gelas. Contohnya seperti ini, jika salah satu ujung logam dipanaskan maka ujung logam yang lain juga akan terasa panas karena kalor/panas merambat di dalam logam.

Dalam kehidupan sehari-hari ada perpindahan panas yang diperlukan dan ada yang tidak diperlukan. Misalnya jika kita menginginkan panas pada waktu memasak agar panas cepat sampai ke makanan yang dimasak, maka kita membutuhkan panas. Jika kita menginginkan agar air di dalam termos tetap panad maka kita tentu menginginkan agar panas tersebut tidak sampai keluar. Oleh karena itu kita mengenal dua jenis benda yang berlainan dengan perpindahan panas, yaitu konduktor dan  isolator. Contoh konduktor adalah besi dan logam. Berbagai contoh isolator misalnya selimut, sekam padi, selubung teko (ceret), dan dinding rangkap.

2.         Konveksi

Konveksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor dalam suatu medium yang disertai dengan perpindahan partikel mediumnya. Perpindahan partikel medium terjadi karena adanya perbedaan suatu massa jenis. Konveksi biasa terjadi pada medium berupa zat cair dan gas. Karena perbedaan suhunya

Konveksi dapat dibedakan menjadi dua yaitu konveksi bebas dan konveksi paksaan. Pada konveksi paksaan terjadi karena dipaksa, misal melalui pompa kompresor sistem pemanas air dan bergantung juga pada bentuk serta cara paksaan tiu. Sedangkan konveksi bebas yaitu terjadi dengan sendirinya atau alamiah disebabkan adanya perbedaan massa jenis

Berikut ini adalah contoh dari peristiwa konveksi kalor sebagai berikut:

a.          Pada siang hari, permukaan Bumi di daratan lebih cepat panas daripada lautan karena kalor jenis tanah lebih kecil daripada kalor jenis air. Akibatnya, udara di atas daratan yang lebih panas akan naik ke atmosfer yang lebih tinggi karena tekanannya kecil. Ruang yang ditinggalkan udara panas itu selanjutnya diisi udara yang lebih dingin dari permukaan lautan. Aliran udara dari permukaan laut inilah yang disebut angin laut.

b.         Ketika memasak air, massa air yang berada tepat di atas kompor akan menerima kalor dan menjadi lebih panas. Air panas ini akan bergerak ke atas hingga mencapai permukaan air karena massa jenisnya lebih kecil daripada massa air yang lebih dingin. Akibatnya, massa air yang lebih dingin di bagian atas akan terdesak dan bergerak turun menggantikan ruang yang sebelumnya
ditinggalkan massa air yang lebih panas. Kejadian ini berulang terus-menerus hingga seluruh massa air di dalam panci itu mendidih. Konveksi panas merupakan perpindahan panas pada suatu zat karena adanya aliran di dalam zat tersebut dengan sendirinya. Aliran hanya terdapat dalam zat cair dan gas, maka konveksi hanya dapat terjadi di dalam zat cair dan gas.

3.         Radiasi

Radiasi adalah peristiwa berpindahnya  kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan melalui pancaran sumber panas tanpa melalui medium fisik dan pada hakikatnya bersifat listrik. Misalnya, matahari mempunyai energi panas dan memancarkan energi tersebut yang bebentuk gelombang elektromagnetik ke bumi dan di bumi diserap sebagai panas sehingga bumi terasa panas. Tenaga panas dipancarkan ke permukaan benda per satuan waktu per satuan luas permukaan bergantung pada sifat dan temperatur permukaan benda. Permukaan semua benda yang dapat menyerap radiasi dengan baik juga dapat memancarkan radiasi dengan baik.

Contoh lain adalah sebuah lampu pijar yang dinyalakan yang kita ketahui di dalam bola kaca dari lampu pijar itu hampa. Apabila kawat di dalam lampu berpijar maka tangan kita yang berada di dekat lampu akan merasa panas.

D.    Penerapan Asas Black Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Asas Black adalah suatu prinsip dalam  termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Asas ini menjabarkan:

“Jika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yang panas memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama. Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda panas. Benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan kalor yang diserap bila dipanaskan.”

Alat Pembuat Es Puter

Nancy Johnson dari Philadelphia adalah orang pertama yang menciptakan alat pembuat es krim. Alat yang  ia ciptakan adalah ember dari kayu yang di dalamnya ada wadah lebih kecil dari logam. Wadah logam ini dapat di putar dengan menggunakan pedal. Ruang di antara wadah kecildan ember kayu diisi dengan campuran es dan garam. Alat-alat modern saat ini pun masih menggunakan prinsip yang sama.

Pembuatan es krim sebenarnya sederhana yakni dengan mencampurkan bahan-bahan kemudian mendinginkanya. Air murni pada tekanan 1 atmosfer akan membeku pada temperatur 0ºC. Namun, apabila ke dalam air di larutkan  zat lain, titik beku air akan menurun. Jadi, untuk membekukan adonan es krim pun diperlukan temperatur di bawah 0ºC. Misalkan adonan es krim dimasukan ke dalam wadah logam, kemudian di ruang antara ember kayu dan wadah logam dimasukan es.

Awalnya, temperatur es akan < 0ºC namun, permukaan es yang berkontak langsung dengan udara temperaturnya akan naik mencapai 0ºC dan sebagian es akan mencair. Temperatur campuran es dan air itu akan tetap 0ºC selama belum semua esnya mencair. Dengan demikian, dapat dikatakan campuran es krim tidak membeku pada temperatur 0ºC akibat sifat koligatuf penurunan titik beku. Sementara itu sifat koligatif adalah sifat fisis larutan yang hanya tergantung pada zat terlarutnya yang akan mempengaruhi pada kenaikan titik didih, temperaturnya turun, sebanding dengan penurunan titik beku.

Apabila ditaburkan sedikit garam ke campuran es dan air tadi, maka akan didapatkan hal yang berbeda. Air lelehan es dengan segera akan melarutkan garam yang ditaburkan. Dengan demikian, kristal - kristal es akan terapung di larutan garam. Karena larutan garam akan mempunyai titik beku < 0ºC, es akan turun temperaturnya sampai titik beku air garam tercapai. Dengan kata lain, campuran es krim tadi dikelilingi oleh larutan garam yang temperaturnya < 0ºC sehingga adonan es krim itu akan dapat membeku.

Campuran yang hanya dibiarkan mendingin tidak akan menghasilkan es melainkan gumpalan padat dan rapat berisi kristal es yang tidak enak jika dimakan. Apabila diinginkan es krim yang enak di mulut, selama proses pembekuan adonan harus diguncang – guncang. Pengocokan campuran selama proses pembekuan merupakan kunci dalam pembuatan es krim yang baik.

Proses penngocokan ini bertujuan ganda. Pertama, untuk mengecilkan ukuran kristal es yang terbentuk (semakin kecil, maka semakin lembut es krimnya). Kedua, akan terjadi pencampuran udara kedalam adonan es krim. Gelembung - gelembung udara yang tercampur ke dalam adonan inilah yang menghasilkan busa seragam.

Emulsifier atau zat pengemulsi didefinisikan sebagai senyawa yang mempunyai aktivitas permukaan (surface-active agents) sehingga dapat menurunkan tegangan permukaan (surface tension) antara udara-cairan dan cairan-cairan yang terdapat dalam suatu sistem makanan.

Metode sederhana pengadukan dan pendinginan secara serempak ini ternyata menimbulkan masalah lain. Krim pada dasarnya terdiri atas glubola kecil lemak yang tersuspensi dalam air. Glubola ini tidak saling bergabung sebab masing - masing dikelilingi membran protein yang menarik air, dan airnya membuat masing - masing glubola tetap menajuh. Pengadukan akan merusak membran protein yang membuat glubola lemak tadi kemudian dapat saling mendekat. Akibatnya, krim akan naik ke permukaan, Hal ini seperti yang diinginkan apabila yang akan di buat metega atau minyak, tetapi jelas tidak diinginkan apabila membuat es krim.

Penyelesaian sederhananya adalah dengan menambah emulsifer pada campuran. Molekul emulsifer akan menggantikan membran protein, satu ujung molekulnya akan melarut di air, sedangkan ujung satunya akan melarut di lemak. Lecitin, molekul yang terdapat dalam kuning telur, adalah contoh emulsifer sederhana. Oleh karena itu, salah satu bahan pembuat es krim adalah kuning telur. Selain itu, dapat digunakan monogliserida atau digliserida, atau polisorbat yang dapat mendispersikan glubola lemak dengan lebih.

Pemanfaatan Panas dalam Mesin Mobil

Mesin mobil merupakan pembangkit tenaga (gerak), pada mesin inilah dibangkitkan tenaga yang kemudian menlmbulkan gerak putar. Bagian-bagian motor dapat dipisahkan menjadi dua yakni bagian yang bergerak dan bagian yang tak bergerak. Sistim yang ada pada sebuah motor terdiri atas sistem bahan bakar, sistim pelumasan, dan sistim pendingin Motor dibedakan dari proses kerjanya yaitu motor empat (4) takt dan motor 2 takt. Sedangkan berdasarkan penyalaan bahan bakarnya motor juga dibedakan menjadi 2 yaitu motor bensin dan motor diesel.

Motor bensin dan motor diesel bekerja dengan torak bolak balik (naik turun pada motor gerak). Keduanya bekerja pada prinsip 4 langkah dan prinsip ini umumnya digunakan pada teknik mobil. Untuk motor dengan penyalaan busi disebut motor bensin dengan menggunakan bahan bakar bensin(premium), sedangkan untuk motor diesel menggunakan bahan bakar solar atau minyak diesel.

Dalam proses pembakaran tenaga panas bahan bakar diubah ketenaga mekanik melalui pembakaran bahan bakar didalam motor. Pembakaran adalah proses kimia dimana Karbondioksida dan zat air bergabung dengan oksigen dalam udara. Jika pembakaran berlangsung maka diperlukan : a)Bahan bakar dan udara dimasukkan kedalam motor b)Bahan bakar dipanaskan hingga suhu tinggi Pembakaran menimbulkan panas dan menghasilkan tekanan, kemudian menghasilkan tenaga mekanik. Campuran masuk kedalam motor mengandung udara dan bahan bakar. Perbandingan campuran kira kira 12-15 berbanding 1 setara 12-15 kg udara dalam 1 kg bahan bakar. Yaitu karbon dioksida 85% dan zat asam (Oksigen) 15 % atau 1/5 bagian dengan karbon dioksida dan zat air. Zat lemas (N) tidak mengambil bagian dalam pembakaran

PRINSIP KERJA MOTOR BENSIN

1.      Langkah Hisap

Dalam langkah ini, campuran bahan bakar dan bensin di hisap ke dalam silinder.Katup hisap membuka sedangkan katup buang tertutup. Waktu torak bergerak dari titik mati atas ( TMA ) ke titik mati bawah (TMB), menyebabkan ruang silinder menjadi vakum dan menyebabkan masuknya campuran udara dan bahan bakar ke dalam silinder yang disebabkan adanya tekanan udara luar.

2.      Langkah Kompresi

Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar dikompresikan. Katup hisap dan katup buang tertutup. Waktu torak naik dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), campuran yang dihisap tadi dikompresikan.  Akibatnya tekanan dan temperaturnya akan naik, sehingga akan mudah terbakar. Saat inilah percikan api dari busi terjadi. Poros engkol berputar satu kali ketika torak mencapai titk mati atas ( TMA ).

3.      Langkah Usaha

Dalam langkah ini, mesin menghasilkan tenaga untuk menggerakkan kendaraan. Saat torak mencapai titik mati atas ( TMA ) pada saat langkah kompresi, busi memberikan loncatan bunga api pada campuran yang  telah dikompresikan. Dengan adanya pembakaran, kekuatan dari tekanan gas pembakaran yang tinggi mendorong torak ke bawah. Usaha ini yang menjadi tenaga mesin.

4.      Langkah Buang

Dalam langkah ini, gas yang sudah terbakar, akan dibuang ke luar silinder. Katup buang membuka sedangkan katup hisap tertutup.Waktu torak bergarak dari titik mati bawah ( TMB ) ke titik mati atas ( TMA ), mendorong gas bekas keluar dari silinder. Pada saat akhir langkah buang dan awal langkah hisap kedua katup akan membuka sedikit ( valve overlap ) yang berfungsi sebagai langkah pembilasan ( campuran udara dan bahan bakar baru mendorong gas sisa hasil pembakaran ). Ketika torak mencapai TMA, akan mulai bergerak lagi untuk persiapan langkah berikutnya, yaitu langkah hisap. Poros engkol telah melakukan 2 putaran penuh dalam satu siklus yang terdiri dari empat langkah yaitu, 1 langkah hisap, 1 langkah kompresi, 1 langkah usaha, 1 langkah buang yang merupakan dasar kerja dari pada mesin empat langkah.

Proses Kerja adalah keseluruhan langkah yang berurutan untuk terjadinya satu siklus kerja dari motor. Proses kerja ini terjadi berurutan dan berulang-ulang. Piston motor bergerak bolak balik dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB) dan dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) pada langkah selanjutnya

Pada motor empat langkah, proses kerja motor diselesaikan dalam empat langkah piston. Langkah pertama yaitu piston bergerak dari TMA ke TMB, disebut langkah pengisian. Langkah kedua yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA disebut langkah kompresi. Langkah ketiga piston bergerak dari TMA ke TMB disebut langkah usaha. Pada langkah usaha in terjadilah proses pembakaran bahan bakar (campuran udara dan bahan bakar) didalam silinder motor / ruang pembakaran yang menghasilkan tenaga yang mendorong piston dariTMA keTMB. Langkah keempat yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA disebut langkah pembuangan. Gas hasil pembakaran didorong oleh piston keluar silinder motor. Jadi pada motor empat langkah proses kerja mptor untuk menghasilkan satu langkah usaha (yang menghasilkan tenaga) diperlukan empat langkah piston. Empat langkah piston berarti sama dengan dua kali putaran poros engkol.

Pada motor dua langkah proses kerja motornya untuk mendapatkan satu kali langkah usaha hanya diperlukan dau kali langkah piston. Motor dua langkah yang paling sederhana, pintu masuk atau lubang masuk dan lubang buang terletak berhadap-hadapan yaitu berada pada sisi bawah pada dinding silinder motor. Proses kerjanya adalah sebagai berikut. Piston berada TMB, kedua lubang (masuk dan buang) sama sama terbuka kemudian campuran udara dan bahan bakar dimasukkan kedalam silinder melalui lubang masuk. Gerakan piston dari TMB ke TMA, maka lubang masukakan tertutup dan tertutup pula lubang buang.maka terjadilah langkah kompresi. Pada akhir langkah kompresi ini terjadilah pembakaran gas bahan bakar. Dengan terjadinya pembakaran gas bahan bakar maka dihasilkan tenaga pembakaran yang mendorong piston ke bawah dari TMA ke TMB. Langkah usaha terakhir terjadilah pembuangan gas bekas begitu terbuka lubang buang. Sesudah itu terbuka pula lubang masuk sehingga terjadi pemasukkan gas baru sekaligus mendorong mendorong gas bekas keluar melalui lubang buang. Dengan demikian pada motor dua langkah proses motor untuk menghasilkan satu kali langkah usaha / pembakaran gas dalam silinder , hanya diperlukan dua langkah piston . dilihat dari putaran poros engkolnya diperlukan satu kali putaran poros engkol.

a.      Prinsip Kerja Mobil Diesel

Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) (simplenya biasanya disebut “mobor bakar” saja). Prosip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).

Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak. Pada umumnya dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki satu torak.

Prinsip Kerja

Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.

Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan motor bensin dianalisa dengan
siklus otto).

Jika diperhatikan lebih jauh terdapat banyak perbedaan antara motor bensin dan motor diesel:

Perbedaan motor diesel dan bensin:

1.      Gas yang diisap pada langkah motor bensin adalah campuran antara bahan bakar dan udarasedangkan pada motor diesel adalah udara murni.

2. Bahan bakar pada motor bensin terbakar oleh loncatan bunga api busi, sedangkan pada motor diesel oleh suhu kompresi tinggi.

3.      Motor bensin menggunakan busi sedangkan motor diesel menggunakan injector (nozzel).

Kelebihan dan kekurangan antara motor bensin dan motor diesel

1.      Kelebihan

·         Getaran motor bensin lebih halus dan pada ukuran dan kapasitas yang sama mesin motor bensin lebih ringan

2.      Kekurangan

·         Motor bensin tidak tahan bekerja terus-menerus dalam waktun yang lama sedangkan diesel sebaliknya dengan medan yang berat.

·         Motor bensin peka pada suhu yang tinggi terutama komponen sistem pengapiannya,
sedangkan motor diesel tahan bekerja pada suhu yang tinggi

·         Bahan bakar motor bensin harus bermutu baik karena peka terhadap bahan bakar, beda dengan dengan motor diesel hampir dapat menggunakan  bahan bakar dari berbagai jenis dan mutu. Keduanya baik motor bensin dan diesel keduanya bekerja dengan proses 4 tak dan 2 tak, dimana motor 4 tak adalah motor yang bekerja setiap satu kali pembakaran bahan bakamya memerlukan
4 kali langkah piston atau 2 kali putaran poros engkol.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Energi panas benda sebanding sengan getaran partikel dalam suatu materi. Jumlah panas yang memiliki suatu benda adalah energi kinetik dari semua partikel yang bergerak dalam benda. Enrgi panas adalah suatu bentuk energi kinetik. Energi panas dapat melakukan usaha, misalnya meleburkan besi dan mendidihkan air. 

Sumber Energi Panas

Panas atau kalor yang berasal dari suatu benda dapat berasal dari berbagai sumber. Sumber panas tersebut dapat berasal dari :

1.         Matahari

2.         Bahan bakar

3.         Listrik

4.         Makanan
Dalam istilah IPA, perubahan wujud dari padat menjadi cair disebut mencair. Temperatur untuk pencairan benda padat disebut dengan titik cair, misalnya dari sebongkas es menjadi air.

Apabila benda cair terus menerus diberi panas maka temperatur benda cair tersebut akan naik sampai berubah menjadi uap. Peristiwa ini dinamakan menguap dan temperatur benda saat mencair tersebut dinamakan titik uap. 

Menurut caranya, perpindahan  panas ada tiga macam, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi adalah peristiwa berpindahnya kalor melalui medium (zat perantara) tanpa disertai dengan perpindahan partikel medium tersebut. Konveksi adalah peristiwa berpindahnya kalor dalam suatu medium yang disertai dengan perpindahan partikel mediumnya.

Radiasi adalah peristiwa berpindahnya  kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan melalui pancaran sumber panas tanpa melalui medium fisik dan pada hakikatnya bersifat listrik.

DAFTAR PUSTAKA

http://klikbelajar.com/pelajaran-sekolah/pelajaran-fisika/pengertian-kalor-dan-perambatannya/

http://blogneforfree.blogspot.com/2010/04/cara-kerja-mesin-diesel-terlengkap.html

http://ary-education.blogspot.com/2008/10/perbedaan-antara-kalor-dan-panas.html

Koes H., Supriyono & Prabowo. 1998. Konsep-konsep Dasar IPA . DEPDIKBUD DIRJEN DIKTI: Jakarta

Sumsrdi, Yoseph. 1997. Konsep Dasar IPA 1. DEPDIKBUD: Jakarta