Penerapan Hukum I Termodinamika

Balon udara adalah salah satu benda yang terbuat dari bahan elastic yang mudah ditiup hingga menggelembung karena terisi oleh udara.

Tipisnya bahan pembuat balon dan sifat karet elastic yang mudah terbakar membuat balon sangat mudah pecah saat terkena api. Apa lagi jika udara yang ditiup dalam balon cukup banyak hingga mendekati batas elastisitasnya. Namun ada juga balon yang tahan api atau tidak mudah terbakar. Seperti apa bentuknya? Mari kita buktikan dengan percobaan berikut:

Alat dan Bahan:

1. 2 buah balon api
2. Air secukupnya
3. Korek api
4. Lilin

Prosedur percobaan:

1. Tiup balon pertama tanpa diisi dengan air.
2. Isi balon kedua dengan air. Kemudian tiup balon mengembang.
3. Nyalakan lilin, kemudian letakan balon yang tidak diisi dengan air di atas nyala lilin, apa yang terjadi?
4. Selanjutnya letakan balon yang sudah diisi air di atas nyala lilin, apa yang terjadi? Apakah sama dengan balon pertama?

Penjelasan hasil percobaan:

Udara yang ditiup akan tertampung dalam balon udara, sifat udara yang selalu memenuhi segala sudut ruang yang ditempatinya membuat balon menggelembung. Sifat balon udara yang sangat sensitive terhadap api ditambah adanya udara dalam balon akan membuat balon akan mudah pecah saat terkena api. Sehingga pada percobaan pertama, balon akan sangat mudah pecah saat terkena api. Sedangkan pada percobaan kedua, balon tidak pecah dalam waktu singkat. Apa sebabnya?

Pada percobaan pertama, api memanaskan setiap benda yang ada disekitarnya. Api juga memanaskan karet dari balon. Karet dari balon yang tanpa air menjadi sangat panas sehingga sangat lemah untuk dapat menahan tekanan udara dalam balon dan menyebabkan balon pecah.

Pada Percobaan kedua, ketika api didekatkan pada balon yang berisi air, maka air tersebut akan menyerap sebagian besar dari panas dari api. Karet balon tersebut menjadi tidak terlalu panas sehingga karet masih bisa menahan tekanan udara yang ada di dalam balon. Hal tersebut yang menyebabkan balon tidak meletus.

Dari percobaan tersebut berhubungan dengan Hukum I Termodinamika yaitu kenaikan energi internal dari suatu sistem termodinamika sebanding dengan jumlah panas yang ditambahkan ke dalam sistem dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh sistem terhadap lingkungan.

https://www.youtube.com/watch?v=LHuRn2ewxaw&t=55s