Teori Hukum Joule

Arus listrik adalah aliran partikel-partikel listrik bermuatan positif didalam suatu pengantar atau arus listrik adalah gerakan atau aliran muatan listrik. Pergerakan muatan ini terjadi pada bahan yang disebut konduktor. Konduktor bisa berupa logam , gas, atau larutan, sedangkan pembawa muatan sendiri tergantung pada jenis konduktor yaitu pada:

• Logam, pembawa muatannya adalah electron-elektron
• gas, pembawa muatannya adalah ion positif dan electron
• Larutan, pembawa muatannya adalah ion positif dan ion negatif 

Untuk mengukur suatu benda secara tepat haruslah mempergunakan suatu alatyang mempunyai sifat fisis yang dapat diukur, karena terjadi suatu perubahan yangdapat diukur dengan berubahnya temparatur benda tersebut. Alat untuk mengukur temperature disebut thermometer, yang bekerja atas perubahan fisis yang bersamaan dengan perubahan temperatur, yaitu perubahan volume zat air,perybahan tahanan listrik dari suatukawat penghantar, perubahan warna filament lampu pijar. Perubahan-perubahan ini semua bersamaan dan berbanding dengan temperatur yang dapat diukur. Satu kalori didefenisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air sehingga suhunya naik satu derajat celcius.Satu kalori didefenisikan sebagai banyaknya  kalor  yang  diperlukan  untuk memanaskan satu gram air sehingga suhunya naik satu derajat celcius.

1 kalori = 4,2 Joule atau 1 Joule = 0,24 kalori

Karena kalor adalah bentuk energi, maka satuan SI untuk kalor sama seperti energi, yaitu Joule.

1. Kalor berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah.
   Pada sebuah benda yang mempunyai suhu yang tidak sama untuk seluruh bagian-bagiannya akan terjadi perpindahan kalor dari bagian yang bersuhu lebih tinggi ke bagian benda yang bersuhu lebih rendah. Demikian juga bila sebuah bendabersuhu lebih tinggi dari suhu lingkungannya. Benda tersebut akan memancarkan energi sampai suhu benda sama dengan suhu lingkungannya. Bila suhu sudah samaakan terjadi keseimbangan atau tidak ada lagi perpindahan kalor atau energi.
   
   
2. Kalor jenis.
   
   
   Suatu zat yang menerima kalor, selain mengalami pemuaian atau perubahanwujud, pada zat tersebut juga terjadi kenaikan suhu. Ketika kita memanaskan air didalam ketel, makin besar nyala api berarti makin besar kalor yang diberikan padaair, dan menghasilkan kenaikan suhu air yang lebih besar daripada kenaikan suhu air sebelumnya. Jika kalor yang sama diberikan pada ketel yang berisi lebih sedikit air,kenaikan suhu air lebih cepat kenaikan suhu air sebelumnya. Akibatnya, untuk selangwaktu pemanasan yang sama akan dicapai suhu air yang lebih tinggi daripadasebelumnya.Besarnya kenaikan suhu dari zat tersebut dapat dituliskan dalam persamaan berikut: Q = m.c. ∆t
   
   
   Dengan :
   
   
   c = kalor jenis (kal/g) atau (J/Kg.K)
   
   
   Q = kalor ( kalor atau Jou le)
   
   
   m = massa benda ( gram atau Kg)
   
   
   ∆t = perubahan suhu
   
   
   Jadi, ∆t adalah perubahan suhu dari suatu zat yang menerima kalor sebesar Q. Kalor jenis suatu zat didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan olehsuatu zat untuk menaikan suhu 1 Kg zat itu sebesar 1.
   
    
3. Kapasitas kalor.
   Kapasitas kalor adalah bilangan yang menunjukkan banyaknya kalor yangdiperlukan oleh suatu benda untuk menaikkan suhu benda sebesar 1. Apabila kapasitas kalor (C) yang dihubungkan dengan kalor jenis (c) maka akandidapat persamaan berikut: C = mc
   
   
   
4. KalorimeterKalorimeter adalah suatu alat untuk memperlihatkan besarnya kalor jenis suatu zat. Kalorimeter ini bekerja baerdasarkan Asas Black. Asas black berbunyi: “Basarnyakalor yang dilepaskan oleh sebuah benda yang suhunya lebih tinggi akan samadengan kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah”

Energi  Dan Daya Listrik 

Hambatan (R) yang dialiri arus listrik (I) akan menimbulkan beda tengangan V antar ujung-ujung berarti daya listriknya: P = V.I  Karena V = I . R  maka daya listriknya dapat dirumuskan menjadi : P = ( I.R ) I = I2. Dengan:  P = Daya listrik ( watt )

Bila arus listrik mengalir selama t detik energi listrik yang terpakai ialah: W = I2 R.t Dengan:   t = Waktu ( dt ). Sedangkan bunyi hukum joule: “ Pembentukan panas persatuan waktu berbandinglangsung dengan kuadrat arus”.

Hukum joule menuliskan bagaimana tenaga diubah kedalam tenaga termal,yang didalam suatu penghantar merupakan suatu proses yang tidak dapat dibalik ( hanya berlangsung satu arah ).Dalam percobaannya, Joule mengunakan air didalam sebuah selinder yangdiaduk dengan suhu yang berputar. Beberapa lama kemudian suhu air akan naik, inidisebabkan karena suhu bergesekan dengan air. Menurut Joule gerakan elktro dalam suatu penghantar dapat digambarkan sebagai serangkai percepatan yang masing-masing terakhir karena tumbukan dengan salah satu  pastikel yang tetap dalam suatu pengahantar, elktero itu akan mendapatkan tenaga kinetik pada setiap tumbukan dant enaga itu berubah menjadi panas. Joule juga merumuskan juga perbandingan jumlah satuan usaha denganjumlah satuan panas yang dihasilkan selalu sama, sehingga:

W = Q

V . I . t = Q

Dan dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = V.I.t

dimana :

Q = panas yang ditimbulkan arus listrik (Joule atau kalori) Keterangan:

V = tegangan listrik (volt).

I = arus listrik (A).

T = waktu (sekon).

Menurut hukum termodinamikon I dikatakan bahwa : jika kalor diubahmenjadi bentuk energi lain atau jika bentuk energi lain diubah menjadi kalori, makaenergi sebelumnya selalu konstan. Karena kalor adalah suatu bentuk energi, makausaha selalu dapat diubah menjadi panas atau sebaliknya.