HUKUM KE NOL TERMODINAMIKA DAN APLIKASINYA
Hukum ke nol termodinamika berhubungan dengan kesetimbangan termal antara benda benda yang saling bersentuhan. Untuk memahami konsep keseimbangan termal secara lebih mendalam, mari kita tinjau 3 benda (sebut saja benda A, benda B dan benda C). Benda C bisa dianggap sebagai termometer. Misalnya benda A dan benda B tidak saling bersentuhan, tetapi benda A dan benda B bersentuhan dengan benda C. Karena bersentuhan, maka setelah beberapa saat benda A dan benda C berada dalam keseimbangan termal. Demikian juga benda B dan benda C berada dalam keseimbangan termal. benda A dan benda B juga berada dalam keseimbangan termal, sekalipun keduanya tidak bersentuhan. Benda A dan benda C berada dalam keseimbangan termal, berarti suhu benda A = suhu benda C. Benda B dan benda C juga berada dalam keseimbangan termal (suhu benda B = suhu benda C). Karena A = C dan B = C, maka A = B. Berdasarkan hasil percobaan, ternyata benda A dan benda B juga berada dalam keseimbangan termal. Dalam hal ini, suhu benda A = suhu benda B. Jadi walaupun benda A dan benda B tidak bersentuhan, tapi karena keduanya bersentuhan dengan benda C, maka benda A dan benda B juga berada dalam keseimbangan termal. Hukum ke nol berbunyi “Jika dua benda berada dalam keseimbangan termal dengan benda ketiga, maka ketiga benda tersebut berada dalam keseimbangan termal satu sama lain.”
Dalam kehidupan sehari hari hukum ke nol ini banyakan ditemukan atau di gunakan. Seperti pada saat kita memasukkan es batu kedalam air hangat, yang terjadi yaitu es batu akan mencair (suhu es meningkat) dan suhu air hangat menjadi turun, kemudian lama kelamaan es nya mencair semua dan tinggalah air dingin. Air dingin ini menunjukkan campuran antara es batu dan air hangat yang bersuhu sama atau kata lainnya sudah masuk dalam keadaan kesetimbangan termal.contoh lainnya yaitu pada saat kita memasak air didalam panci, benda pertama panci dan benda kedua air. Panci dibakar dengan api sehingga temperaturnya berubah. Air yang bersentuhan dengan panci juga temperaturnya naik dan akhirnya air mendidih.
Aplikasi lainnya yaitu pengukuran termperatur. Pengukuran temperatur ini berdasarkan prinsip hukum termodinamika ke nol. Jika kita ingin mengetahui apakah dua benda memiliki temperatur yang sama, maka kedua benda tersebut tidak perlu disentuhakan dan diamati perubahan sifatnya. Yang perlu dilakukana adalah mengamati apakah kedua benda tersebut mengalami kesetimbangan termal dengan benda ketiga. Benda ketiga tersebut adalah termometer. Biasanya yang digunakan dalam termometer adalah benda yang mempunyai sifat termometrik yaitu benda apapun yang memiliki sedikitnya satu sifat yang berubah terhadap perubahan temperatur. Termometer yang sering kita jumpai adalah termometer kaca. Termometer kaca terdiri dari pipa kaca kapiler yang berhubungan dengan bola kaca yang berisi cairan air raksa atau alkohol. Ruang di atas cairan berisi uap cairan atau gas inert. Saat temperatur meningkat, volume cairan bertambah sehinggan panjang cairan dalam pipa kapiler bertambah. Panjang cairan dalam pipa kapiler bergantung pada temperatur cairan. Jenis termometer lainnya yaitu termometer volume gas tetap yang memiliki ketelitian dan keakuratan yang sangat tinggi, sehingga digunakan sebagai instrumen standart untuk pengkalibrasian termometer lainnya. Termometer ini menggunakan gas sebagai senyawa termometrik (umumnya hidrogen dan helium), dengan memanfaatkan sifat termometrik berupa tekanan yang dihasilkan gas. Tekanan yang dihasilkan diukur menggunakan manometer air raksa tabung terbuka. Ketika temperatur meningkat, gas memuai sehingga mendorong air raksa dalam tabung terbuka ke atas. Volume gas dipertahankan tetap dengan menaikkan dan menurunkan reservoir. Deteksi temperatur lainnya yang luas digunakan adalah termokopel. Termokopel bekerja berdasarkan prinsip apabila ada dua buah metal dari jenis yang berbeda dilekatkan, maka dalam rangkaian tersebut akan dihasilkan gaya gerak listrik yang besarnya bergantung terhadap temperatur. Dari semua contoh termometer yang telah disebutkan, pada dasarnya prinsipnya sama yaitu ketika termometer menyetuh benda dengan suhu tertentu maka akan terjadi kesetimbangan termal yang ditunjukkan oleh termometer berupa pemuaian pada termomter kaca, perubahan tekanan pada termometer gas tetap, dan gaya gerak listrik pada termokopel.
