kamus kimia

Kamis, 02 Januari 2014

Teori Pembentukan Alam Semesta

Selasa, 20 November 2012 - Berikut berbagai teori tentang pembentukan alam semesta

No	Nama	Pengarang dan tahun	Klasifikasi	Catatan
1	brahmanda (Kosmologi Hindu)	Rigveda (tidak diketahui)	Siklis atau berayun, tak terhingga dalam waktu	Pandangan Rig Weda mengenai alam semesta juga dilihat sebagai prinsip suci sejati, Vaak, melahirkan alam semesta yang kita ketahui, dari Hiranyagarbha atau Rahim Emas yang monistik
2	Jambudweep pragnyapti sutra (Kosmologi Jain)	Jain Agamas (ditulis sekitar 500 SM saat Mahavira mengajar 599-527 SM)	Siklis atau berayun, abadi dan terbatas	Kosmologi Jain mempertimbangkan loka, atau alam semesta, sebagai entitas yang tak terciptakan, ada sejak tak terhingga, bentuk alam semesta sama dengan seorang manusia ynag berdiri dengan kaki merentang dan tangan bersedekap. Alam semesta ini, menurut Jainisme, sempit di puncak, lebar di tengah, dan kembali melebar di dasar.
3	Kosmologi Babilonia	Literature Babilonia dan Perjanjian Lama (3000-500 SM)	Bumi datar mengambang di “perairan kacau” yang tak terhingga	Bumi dan langit membentuk kesatuan dalam “air kekacauan” yang tak terhingga; bumi datar dan bulat, dan kubah padat (tiang) menjaga dari samudera “kacau” di luarnya
4	Alam semesta atomisme	Anaxagoras (500–428 SM) dan kemudian Epicurus	Tak terhingga luasnya	Alam semesta hanya mengandung dua hal: jumlah benih kecil yang tak terhingga banyaknya atau atom, dan ruang kosong yang tak terhingga luasnya. Semua atom terbuat dari zat yang sama, namun berbeda ukuran dan bentuk. Benda terbentuk dari pengumpulan atom dan meluruh kembali menjadi atom. Menyertakan prinsip sebab akibat dari Leucippus: “tidak ada yang terjadi secara acak, segalanya terjadi karena alasan dan kecukupan.” Alam semesta tidak diatur oleh para dewa.
5	Alam semesta Pitagoras	Philolaus (wafat. 390 SM)	Adanya “Api Pusat” di tengah alam semesta	Di pusat alam semesta ada api, dan Bumi, matahari, bulan, dan planet-planet berputar mengelilinginya. Matahari mengelilingi api pusat sekali setahun, bintang tidak bergerak. Bumi bertahan dengan wajah yang selalu menghindari api pusat, sehingga ia tidak pernah terlihat di Bumi. Ini adalah model non-geosentrik pertama yang pernah diketahui mengenai alam semesta.
6	Alam semesta Stoic	Stoics (300 SM – 200 M)	Alam semesta pulau	Alam semesta terbatas dan dikelilingi oleh kekosongan tak terbatas. Ia dalam keadaan bergejolak, sat ia berdenyut dalam ukurannya dan terus menerus melewati pengembangan dan pengerutan
7	Alam semesta Aristoteles	Aristoteles (384–322 SM)	Geosentris, statis, diam, ruang terbatas, waktu tak terbatas	Bumi bulat dikelilingi bola langit konsentris. Alam semesta ada tak berubah abadi selamanya. Mengandung lima unsure, yang disebut eter (kemudian disebut kuintessensi), menambah pada empat elemen klasik sebelumnya
8	Alam semesta Aristakhus	Aristarchus (sekitar 280 SM)	Heliosentris	Bumi berputar setiap hari di sumbunya dan berputar setiap tahun pada matahari dalam orbit melingkar. Bola bintang diam berpusat di matahari.
9	Model Ptolemeus (berdasarkan model Aristoteles)	Ptolemeus (abad 2 M)	Geosentris	Alam semesta mengorbit Bumi yang diam. Planet bergera dalam episikel melingkar, masing-masing memiliki pusat yang bergerak dalam orbit bulat yang lebih besar (disebut eksentrik atau deferen) mengelilingi sebuah titik dekat Bumi. Penggunaan ekuant menambah tingkat lain kerumitan dan memungkinkan astronom memprediksikan posisi planet-planet. Model alam semesta paling sukses sepanjang jaman, jika dilihat berdasarkan kriteria usia. Almagest (Sistem Raksasa)
10	Model Aryabhata	Aryabhata (499)	Geosentris atau heliosentris	Bumi berputar dan planet bergerak dalam orbit lonjong, mungkin mengelilingi bumi ataupun matahari. Tidak jelas apakah model ini geosentris atau heliosentris karena orbit planet diberikan merujuk pada bumi dan matahari
11	Alam semesta abad pertengahan	Filsuf abad pertengahan (500–1200)	Waktu terbatas	Sebuah alam semesta yang terbatas dalam waktu dan memiliki awal diajukan oleh filsuf Kristen John Philoponus, yang berpendapat menentang alam semesta Yunani yang tak terbatas masa lalunya. Argumen logisnya mendukung alam semesta terbatas dikembangkan juga oleh filsuf Muslim awal seperti Alkindi, dan filsuf Yahudi Saadia Gaon serta teologiwan Muslim, Al Ghazali.
12	Kosmologi Multijagad	Fakhr al-Din al-Razi (1149–1209)	Multijagad, dunia dan alam semesta jamak	Ada tak terbatas ruang luar di luar dunia yang diketahui, dan Tuhan memiliki kekuasaan untuk mengisi kekosongan dengan tak terhingga alam semesta
13	Model Maragha	Mazhab Maragha (1259–1528)	Geosentris	Berbagai modifikasi model Ptolemeus dan alam semesta Aristoteles, termasuk penolakan pada ekuant dan eksentris di observatorium Maragheh, dan pengenalan pasangan Tusi oleh Al Tusi. Model alternative kemudian diajukan, mencakup model bulan paling akurat pertama kali oleh Ibnu al Shatir, sebuah model yang menolak Bumi diam untuk mendukung rotasi Bumi oleh Al Kuscu, dan model planet yang menggunakan inersia sirkuler oleh Al Birjandi.
14	Model Nilakantha	Nilakantha Somayaji (1444–1544)	Geosentris dan heliosentris	Sebuah alam semesta dimana planet mengelilingi matahari dan matahari mengelilingi bumi, sama dengan sistem Tychonik
15	Alam semesta Kopernikus	Nicolaus Copernicus (1473–1543)	Heliosentris dengan orbit planet melingkar	Model heliosentrik yang paling jelas untuk pertama kali, dalam De revolutionibus orbium coelestium.
16	Sistem Tychonik	Tycho Brahe (1546–1601)	Geosentris dan heliosentris	Sebuah alam semesta dimana planet-planet mengorbit Matahari dan Matahari mengorbit Bumi, sama dengan model Nilakanthan
17	Keplerian	Johann Kepler (1571–1630)	Heliosentris dengan orbit planet lonjong	Penemuan Kepler, disatukan dengan matematika dan fisika, member landasan konsepsi modern kita mengenai Tata Surya, namun bintang jauh masih dipandang sebagai benda dalam bola langit yang diam
18	Newton Statis	Sir Isaac Newton (1642–1727)	Statis (berevolusi), keadaan tetap, tak terbatas	Setiap partikel di alama semesta menarik setiap partikel lainnya. Materi dalam skala besar tersebar seragam. Seimbang secara gravitasi tapi tidak stabil.
19	Alam Semesta Vorteks Kartesian	René DescartesAbad ke 17	Statis (berevolusi), keadaan tetap, tak terbatas	Sebuah sistem pusaran berputar raksasa dari etereal atau materi halus yang menghasilkan apa yang kita sebut efek gravitasi. Vakumnya tidaklah kosong. Semua ruang diisi dengan materi yang berpusar dalam bentuk vortex-vortex kecil dan besar.
20	Alam semesta hirarkis	Immanuel Kant, Johann Lambert abad ke 18	Statis (berevolusi), keadaan tetap, tak terbatas	Materi tergerombol dalam skala hirarki yang terus membesar. Materi di daur ulang tanpa akhir.
21	Alam semesta Einstein dengan tetapan gravitasi	Albert Einstein 1917	Statis (secara nominal), terbatas	“Materi tanpa gerakan.” Mengandung materi yang tersebar seragam. Ruang bulat melengkung seragam; berdasarkan hiperbola Riemann. Kelengkungan di set sama dengan lambda. Lambda setara dengan gaya tolak yang melawan gravitasi. Tidak stabil.
22	Alam semesta De Sitter	Willem de Sitter 1917	Ruang datar mengembang. Keadaan tetap. Lambda positif	“Gerakan tanpa materi.” Hanya terlihat saja diam. Berdasarkan Relativitas Umum Einstein. Ruang mengembang dengan percepatan tetap. Factor skala (jejari alam semesta) meningkat secara eksponensial, yaitu inflasi tetap.
23	Alam semesta MacMillan	William Duncan MacMillan 1920an	Statik dan keadaan diam	Materi baru diciptakan dari radiasi. Sinar bintang didaur ulang menjadi partikel materi baru
24	Alam semesta bola Friedmann	Alexander Friedmann 1922	Ruang bola mengembangk= +1 ; no ?	Kelengkungan positif. Tetapan kelengkungan k = +1Mengembang lalu runtuh kembali. Tertutup secara ruang (terbatas)
25	Alam semesta ruang hiperbolik Friedmann	Alexander Friedmann 1924	Ruang hiperbola mengembang.k= -1 ; no ?	Kelengkungan negatif. Dikatakan tak terhingga (namun ambigu). Tidak terbatas. Mengembang selamanya.
26	Hipotesis Bilangan Besar Dirac	Paul Dirac 1930an	Mengembang	Menuntut variasi besar G, yang menurun seiring waktu. Gravitasi melemah seiring evolusi alam semesta.
27	Kelengkungan nol Friedmann, alias alam semesta Einstein-De Sitter	Einstein & DeSitter 1932	Ruang datar mengembang.k= 0 ; ? = 0 kepadatan kritis	Tetapan kelengkungan k = 0. Dikatakan tak terhingga (namun ambigu). Alam semesta tanpa batas namun luasnya terbatas. Mengembang selamanya. Bentuk paling sederhana dari semua alam semesta. Dinamakan Friedmann namun tidak dipertimbangkan olehnya. Memiliki perlambatan q = ½ yang berarti tingkat pengembangannya melambat.
28	Big Bang original atau Model Friedmann-Lemaitre	Georges Lemaître 1927–29	Pengembangan? > 0 ? > \|Gravitasi\|	? positif dan memiliki besar lebih dari gravitasi. Alam semesta pada awalnya memiliki kepadatan tinggi (atom purba). Diikuti oleh dua tahap pengembangan. Lambda digunakan untuk menstabilisasi kembali alam semesta. Lemaitre dipandang sebagai bapak model Big Bang.
29	Alam semesta berayun (atau Friedmann-Einstein, pilihan pertama Einstein setelah menolak modelnya sendiri tahun 1917)	Didukung oleh Friedmann1920an	Mengembang dan berkontraksi dalam siklus-siklus	Waktu itu tanpa awal dan tanpa akhir; sehingga menghindari paradox awal waktu. Siklus berkelanjutan big bang dilanjutkan oleh big crunch.
30	Eddington	Arthur Eddington 1930	Pertama statis kemudian mengembang	Alam semesta statis Einstein 1917 dengan ketidakstabilan yang diganggu menjadi mode ekspansi; dengan dilusi materi berkelanjutan menjadi sebuah alam semesta De Sitter. Lambda mendominasi gravitasi.
31	Alam semesta relativitas kinematik Milne	Edward Milne, 1933, 1935;William H. McCrea, 1930an	Pengembangan kinematik dengan tanpa pengembangan ruang	Menolak relativitas umum dan paradigma ruang mengembang. Gravitasi tidak dimasukkan dalam asumsi awal. Mematuhi prinsip kosmologis dan aturan relativitas khusus. Alam semesta mengembang Milne terdiri dari sebuah awan bola partikel terbatas (atau galaksi) yang mengembang di dalam ruang datar yang tak terhingga dan lainnya kosong. Ia memiliki sebuah pusat dan sebuah ujung kosmis (permukaan awan partikel) yang mengembang pada kecepatan cahaya. Penjelasannya atas gravitasi tidak meyakinkan. Sebagai contoh, alam semestanya memiliki jumlah partikel tak terhingga, sehingga massa juga tak terhingga, dalam sebuah volume alam semesta yang terbatas.
32	Kelas modelFriedmann-Lemaître-Robertson-Walker	Howard Robertson, Arthur Walker, 1935	Mengembang seragam	Kelas alam semesta yang homogeny dan istropik. Ruang waktu terpisah menjadi ruang melengkung seragam dan waktu kosmis berlaku umum untuk semua pengamat bergerak bersama. Sistem perumusan sekrang dikenal sebagai metrik FLRW atau metric Robertson-Walker untuk waktu kosmis dan ruang melengkung.
33	Keadaan tetap mengembang (Bondi & Gold)	Herman Bondi, Thomas Gold 1948	Mengembang, keadaan tetap, tak terbatas	Tingkat penciptaan materi mempertahankan kepadatan konstan. Penciptaan berkelanjutan ketiadaan dari kekosongan. Pengembangan eksponensial. Perlambatan q = -1.
34	Keadaan tetap mengembang (Hoyle)	Fred Hoyle 1948	Mengembang, keadaan tetap; namun tidak stabil	Tingkat penciptaan materi tetap dalam kepadatan konstan. Namun karena laju pembentukan materi harus tepat seimbang dengan laju pengembangan ruang, sistem ini tidak stabil.
35	Ambiplasma	Hannes Alfvén 1965 Oskar Klein	Alam semesta seluler, mengembang dengan penghapusan materi-anti materi	Berdasarkan pada konsep kosmologi plasma. Alam semesta dipandang sebagai meta-galaksi terbagi oleh lapisan ganda – karenanya ia bersifat mirip gelembung. Alam semesta lainnya terbentuk dari gelembung lain. Penghapusan materi-anti materi kosmis berkelanjutan menjaga gelembung-gelembung tetap terpisah dan bergerak menjauh sehingga mencegah mereka saling berinteraksi.
36	Brans-Dicke	Carl H. Brans; Robert H. Dicke	Mengembang	Berdasarkan prinsip Mach. G beragam seiring waktu saat alam semesta mengembang. Namun tidak ada yang yakin dengan pasti apa sesungguhnya yang dimaksud prinsip Mach.
37	Inflasi kosmis	Alan Guth 1980	Big Bang dengan modifikasi untuk memecahkan masalah cakrawala dan masalah kedataran	Berdasarkan konsep inflasi panas. Alam semesta dipandang sebagai gejolak kuantum ganda – karenanya bersifat mirip gelembung. Alam semesta lain terbentuk dari gelembung lain. Pengembangan kosmik berkelanjutan menjaga gelembung tetap terpisah dan bergerak menjauh sehingga tidak berinteraksi.
38	Pengembangan Abadi (model alam semesta jamak)	Andreï Linde 1983	Big Bang dengan inflasi kosmis	Sebuah multijagad, berdasarkan konsep inflasi dingin, dimana peristiwa inflasi terjadi secara acak masing-masing dengan kondisi awal independen; beberapa mengembang menjadi alam semesta gelembung yang mirip dengan seluruh kosmos kita. Gelembung bernukleasi dalam sebuah busa ruang waktu.
39	Model siklis	Paul Steinhardt; Neil Turok 2002	Mengembang dan berkontraksi dalam siklus-siklus; teori M	Dua bidang orbifold sejajar atau bran M bertumbukan secara periodis dalam ruang dimensi tinggi. Dengan quintessensi atau energi gelap.
40	Model siklis	Lauris Baum; Paul Frampton 2007	Solusi atas masalah entropi Tolman	Energi gelap bayangan memecah alam semesta menjadi sejumlah besar jejak-jejak tak terhubung. Jejak kita berkontraksi mengandung energy gelap saja dengan entropi nol.

Catatan: istilah statik berarti tidak mengembang dan tidak berkontraksi. Simbol G menandai tetapan gravitasi Newton. Lambda adalah tetapan kosmologis.
Sumber: Wikipedia
Referensi Lanjut
1.      Battersby, S. 2006. Cosmology. New Scientist. http://www.newscientist.com/article/dn9988-instant-expert-cosmology.html
2.      Oxford Dictionary. 2012. Cosmology. http://oxforddictionaries.com/definition/cosmology
3.      Spergel; Verde; Peiris; Komatsu; Nolta; Bennett; Halpern; Hinshaw et al. (2003). “First Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations”. The Astrophysical Journal Supplement Series 148: 175–194.
4.      Long, G. “The thoughts of Marcus Aurelius Antonius viii. 52″. http://www.gutenberg.org/files/15877/15877-h/15877-h.htm#viii._52.
5.      Boyer, C. A History of Mathematics. Wiley
6.       Alan Guth. Golden Age of Cosmology. EDGE

energi kerja

Kalor dan kerja merupakan besaran yang berdimensi sama tetapi sifat berbeda. Kerja adalah usaha dari suatu gaya eksternal untuk mengubah keadaan sistem sedangkan kalor adalah suatu metode peralihan energi secara rambatan atau aliran energi. Kedua besaran tersebut memiliki dimensi yang sama yaitu energi. Hukum pertama termodinamika menjembatankan hubungan kerja yang dilakukan terhadap sistem dan kalor yang ditransfer kedalam sistem. Untuk memahami hukum ini harus memehami bagaimana kalor dan kerja diukur.

Menurut kondep mekanika, kerja adalak hasil perkalian antara gaya luar yang bekerja pada benda dengan jarak yang ditempuh oleh benda ketika gaya itu ditetapkan. Jika bneda bergerak lurus dari titik s₁ ketitik S₂, dengan gaya F yang ditetapkan konstan sepanjang jalan itu, maka kerja yang dilakukan pada benda adalah:

w = FΔS (1)

pada persamaan (1), kerja mengandung makna bahwa energi sistem mekanik diubah dari satu keadaan ke keadaan lain.

Untuk membuktikan bahwa kerja merupakan suatu usaha mengubah keadaan energi sistem dapat dikaji dengan cara berikut.

Tinjau sauatu partikel yang massanya m bergerak dengan percepatan a sejauah (s₂ – s₁), kerja yang dilakukan partikel adalah

w = ma (s₂ – s₁) (2)

oleh karena (s₂ – s₁) =

dengan

adalah kecepatan rata-rata sepanjang (s₂ – s₁); dan t adalah waktu yang ditempuh sepanjang jarak itu. Disamping itu (v2 – v1) = at sehingga

w = ma (s₂ – s₁)

= m

(3)

Ruas kanan persamaan (3) menunjukan perubahan energi kinetik, yakni energi kinetik akhir partikel dikurangi dengan energi kinetik awal. Jadi kerja yang dilakukan sistem mekanik sederhana tiada lain adalah perubahan energi sistem.

Bentuk kerja lain yang penting untuk diketahui adalah kerja yang berkaitan dengan perubahan tekanan-volume. Misalnya suatu gas yang dibatasi oleh piston yang dikembangkan (berekspansi) untuk melawan gaya luar yang tetap, F_L. Kerja yang dilakukan oleh sistem tersebut dirumuskan sebagai berikut.

w = -F_L(l₂ –l₁) (4)

dalam proses ekspansi, l₂ lebih besar dari pada l₁, gaya F_L selalu diambil positif agar w benilai negatif. Tanda negatif menunjukan bahwa sistem (gas) melakukan kerja terhadap lingkungan. Untuk menunjukan kerja yang berkaitan dengan tekanan-volume dalam suatu sillender dapat dilakukan melalui luas penampang piston, A sehingga persamaan(4) dapat diubah menjadi

w =

A(l₂ – l₁) (5)

oleh karena A(l₂ – l₁) = ΔV, yakni perubahan volume gas =, dan

adalah gaya persatuan luas atau tekanan luar , P_L, yang melawan ekspansi gas, maka persamaan (5) menjadi

w = - P_L ΔV (tekanan dari luar) (6)

jika P_L bergantung pada V, kerja yang dihasilkan berubah-ubah sesuai dengan perubahan volume. Untuk mengetahui kerja yang dilakukan pada setiap perubahan dengan bentuk integrasi berikut.

W_1.2=

Dengan W_1.2menyatakan bahwa kerja bukan fungsi keadaan, sebab bergantung pada proses perubahan sistem.

Untuk mengetahui ekspansi ΔV > 0 sehingga nilai w > 0. Ini artinya sistem melakukan kerja terhadap lingkungan. Sebaliknya, jika gas dimampatkan dengan membuat tekanan luar lebih besar daripada tekanan gas, maka ΔV < 0 dan w < 0. Ini berarti lingkungan melakukan kerja terhadap sistem. Jika tidak terjadi perubahan volume, ΔV = 0, maka sistem tidak melakukan kerja dan/atau sistem dibebani kerja oleh lingkungan.

Rabu, 01 Januari 2014

Sistem dan fungsi keadaan

Dalam termodinamika banyak menggunakan istilah-istilah yang telah didefinisikan secara seksama dan telah dikukuhkan oleh masyarakat ilmiah seperti sistem, lingkungan, fungsi keadaan, dan beberapa istilah mikroskopis lainnya, beberapa istilah boleh jadi mempunyai makna yang berbeda dengan kehidupan sehari-hari. Oleh sebab itu, untuk menghindari miskonsepsi, pada bagian ini akan diuraikan secara ringkas bahasa yang ditetapkan dalam termodinamik.

Sistem adalah bagian dari alam semesta, baik nyata ataupun konseptual yang dibatasi oleh batasan-batasan fisik tertentu atau konsepsi matematis dan merupakan fokus yang dipelajari dari suatu objek.

Sistem yang dibatasi secara fisik, misalnya larutan CuSO₄ yang mengisi seluruh volume labu takar. Larutan CuSO₄ yang dipandang sebagai sistem dan labu takar merupakan batas-batas sistem secarav fisik. Sistem yang dibatasi secara konseptual misalnya asap yang menghuni sejumlah kecil ruangan didalam ruangan yang besar, asap tersebut dapat juga dianggap sebagai sistem. Batas pada kasus ini adalah batas konseptual. Material lain dalam alam semesta yang tidak termasuk sistem dinamakan lingkungan. Dengan kata lain, lingkungan adalah bagian dari semesta alam selain sistem.

Berdasarkan fleksibilitas batas antara sistem dan lingkungan, terdapat tuga jenis yaitu sistem tersekat, sitem tertutup, dan sistem terbuka. Sistem tersekat atau disebut juga sistem terisolasi adalah suatu sistem yang tidak mengalami pertukaran baik materi maupun kalor dengan lingkungan sekitarnya. Apabila hanya kalor yang dapat menembus batas-batas sistem maka sistem semacam ini dinamakan sistem tertutup. Sistem terbuka adalah sistem yang mengalami pertukaran baik energi maupun kalor dengan lingkungannya.

Untuk memehami jenis-jenis sistem, andaikan larutan NaOH dimasukan kedalam tabung kemudian ditutup rapat sehingga tidak ada materi lain yang dapat masuk atau keluar tabung. Jika larutan NaOH dikukuhkan sebagai sistem ini dinamakan sistem tertutup. Tetapi, jikalarutan NaOH saja yang dikukuhkan sebagai sistem, maka sistem tersebut dinamakan sistem terbuka. Mengapa demikian? Walaupun tabung tertutup rapat dan tidak memungkan materi lain masuk atau keluar tabung, tetapi karena didalam tabung terdapat bukan hanya NaOH melainkan juga pelarut (air). Maka pertukaran materi antara NaOH (sebagai sistem) dan pelaru (sebagai lingkungan) tidak dapat terhindarkan.

Contoh dari sistem tersekat, misalnya suatu bejana disolasi sedemikian rupa sehingga materi maupun kalor tidak dapat masuk ataupun keluar tabung, kemudian kedalam tabung itu dimasukan gas oksigen samapai memenuhi seluruh volume tabung tersebut. Jika tidak ada materi lain dalam tabung selain gas oksigen; dan gas oksigen dikukuhkan sebagai sistem maka sistem ini dinamakan sistem tersekat. Misalnya air dalam termos.

Bagaimana cara untuk mereaksikan zat yang terdapat dalam sistem tersekat? Didalam sistem tersekat , yang tidak diperbolehkan keluar atau masuk ke dalam sistem adalah energi dalam bentuk kalor. Jika energi selain kalor dimasukan ke dalam sistem maka sistem tersebut tetap dinyatakan sebagai sistem tersekat. misalnya untuk mereaksikan gas hidrogen dan oksigen menjadi air perlu energi listrik, maka kedalam sistem tersekat dapat dimasukan bunga api listrik dari piezoelectric. Energi listrik yang dialirkan kedalam sistem membentuk loncotan api listrik, berperan sebagai pemicu reaksi.

Termodinamikaberhubungan dengan sifat-sifat mikroskopis sistem dan cara sifat-sifat sistem itu berubah. Sifat sistem seperti ini ada dua jenis yaitu sifat intensif dan sifat ekstensif.

Sifat intensif adalah sifat yang tidak bergantung pada kuantitas sistem. Contohnya suhu, massa jenis, dan kapasitas kalor. Untuk dapat lebih jelas anda dapat memperhatikan pendidihan air. Satu gelas air atau satu ember air jika dipanaskan pada 1 atm akan mendidih pada suhu 100 ⁰C. Karena itu suhu merupan salah satu sifat intensif.

Sifat ekstensif adalah sifatyang bergantung pada kuantitas, contohnya volume, tekanan, energi dan sejenisnya. Energi berbanding langsung dengan jumlah zat yang terlibat dalam reaksi, misalnya penguraian 1 mol air menjadi unsur-unsurnya diperlukan energi sebesar 286 kJ. Pada kondisi yang sama, penguraian 2 mol air diperlukan energi sebesar 2 kali lipat dari penguraian 1 molair yaitu sebesar 572 kJ.

Imajinasi Mengubah Apa yang Kita Dengar dan Lihat

Minggu, 30 Juni 2013 - "Secara khusus, kami menemukan bahwa imajinasi kita tentang 'pendengaran' dapat mengubah apa yang kita lihat, dan imajinasi kita tentang 'melihat' dapat mengubah apa yang sebenarnya kita dengar."

Sebuah studi dari Karolinska Institutet di Swedia mengungkapkan bahwa apa yang kita bayangkan dalam pikirkan ternyata dapat mempengaruhi cara kita mengalami dunia. Persepsi kita yang sesungguhnya mengalami perubahan di saat kita mengimajinasikan sedang ‘mendengar’ atau ‘melihat’ sesuatu dalam benak kita. Studi yang dipublikasikan dalam jurnal Current Biology ini menyoroti pertanyaan klasik dalam dunia psikologi dan neurologi tentang bagaimana otak kita mengkombinasikan informasi dari berbagai indera yang berbeda-beda.
“Kita sering berpikir tentang hal-hal yang kita bayangkan dan hal-hal tersebut kita anggap jelas sebagai hal yang terpisahkan,” kata Christopher Berger, mahasiswa doktoral di Departemen Ilmu Saraf dan sebagai penulis utama dalam studi, “Namun, penelitian ini menunjukkan bahwa imajinasi kita pada suara atau bentuk tertentu mampu merubah cara kita memandang dunia di sekitar kita dengan cara yang benar-benar sama dengan mendengar suara itu atau melihat bentuk tersebut. Secara khusus, kami menemukan bahwa imajinasi kita tentang ‘pendengaran’ dapat mengubah apa yang kita lihat, dan imajinasi kita tentang ‘melihat’ dapat mengubah apa yang sebenarnya kita dengar.”

Seorang peserta dalam percobaan mempersepsikan kedua objek yang saling bertabrakan meski sebenarnya kedua objek itu saling berpas-pasan. (Kredit: Karolinska Institutet)

Penelitian ini terdiri dari serangkaian percobaan yang menggunakan ilusi di mana informasi sensorik dari satu indera mengalami perubahan atau mendistorsi persepsi seseorang dari indera yang lain. Sembilan puluh enam sukarelawan berpartisipasi secara total.
Dalam percobaan pertama, para peserta mengalami ilusi bahwa dua objek yang berpas-pasan saling bertabrakan, bukannya saling melewati satu-sama lain, setelah mereka membayangkan suara kedua objek yang saling bertumbukan. Dalam percobaan kedua, persepsi spasial peserta pada suara menjadi bias terhadap lokasi di saat mereka membayangkan sedang ‘melihat’ sekelebat lingkaran putih. Pada percobaan ketiga, persepsi para peserta pada apa yang diucapkan seseorang berubah setelah mereka membayangkan satu suara tertentu.
Menurut para ilmuwan, hasil penelitian ini mungkin berguna dalam memahami mekanisme yang umumnya terjadi pada gangguan kejiwaan tertentu seperti skizofrenia, di mana otak gagal dalam membedakan antara pikiran dan realitas. Penggunaan di bidang lain pun bisa menjadi bahan penelitian mengenai komputer antarmuka otak, di mana imajinasi seseorang yang lumpuh bisa digunakan untuk mengontrol perangkat virtual dan buatan.
“Ini merupakan set pertama dari percobaan untuk secara definitif menetapkan bahwa sinyal-sinyal sensorik yang dihasilkan oleh imajinasi seseorang cukup kuat untuk mengubah persepsi dunia nyata seseorang dari modalitas sensorik yang berbeda,” jelas Profesor Henrik Ehrsson, kepala peneliti di balik studi ini.
Kredit: Karolinska Institutet
Jurnal: Christopher C. Berger, H. Henrik Ehrsson. Mental Imagery Changes Multisensory Perception. Current Biology, 2013; DOI: 10.1016/j.cub.2013.06.012

Ribuan Spesies Ditemukan dalam Lingkungan Ekstrim Danau di Kedalaman Es Antartika

Keberadaan spesies laut dan air tawar mendukung hipotesis bahwa danau tersebut pernah terhubung ke laut, dan bahwa air tawar tersimpan ke dalam danau oleh gletser yang tergeser ke dalam.

Danau Vostok, terpendam di bawah gletser di Antartika, sebuah kawasan yang begitu gelap, dalam dan dingin, yang dijadikan oleh para ilmuwan sebagai model untuk kondisi ekstrim di planet lain, tempat yang diduga tak mungkin ditempati organisme apapun untuk hidup. Namun, penelitian dari Dr. Scott Rogers, seorang profesor ilmu biologi di Bowling Green State University, bersama rekan-rekannya, secara mengejutkan telah menyingkap berbagai bentuk kehidupan yang bersemayam dan bereproduksi dalam lingkungan yang paling ekstrim tersebut. Sebuah makalah yang dipublikasikan dalam jurnal PLoS ONE (Public Library of Science) edisi 26 Juni, merinci ribuan spesies yang teridentifikasi melalui pengurutan DNA dan RNA.
“Batas-batas pada apa yang layak huni dan apa yang tidak berubah,” umbar Rogers. Hasil studi kini menjadi artikel keempat yang dipublikasikan tim riset dalam menginvestigasi Danau Vostok. Riset yang memakan biaya lebih dari 250 ribu dolar ini terwujud berkat dukungan beberapa pendanaan: dua hibah di antaranya berasal dari National Science Foundation, satu dari U.S. Department of Agriculture dan satu lagi dari Komite Riset Fakultas Bowling Green State University.
Saat berpikir tentang Danau Vostok, Anda harus berpikir besar. Selain sebagai yang terdalam keempat di dunia, danau ini juga yang terbesar dari sekitar 400 danau subglasial yang ada di Antartika. Es yang menutupinya selama 15 juta tahun kini memiliki kedalaman sejauh lebih dari dua mil, menciptakan tekanan yang besar pada danau. Beberapa nutrisi tersedia di sana. Danau ini terletak jauh di bawah permukaan laut dalam sebuah tekanan yang sudah terbentuk sejak 60 juta tahun yang lalu di saat lempeng benua bergeser dan terpecah-pecah. Iklim di sana begitu keras dan sulit ditebak sehingga, untuk mengunjunginya, para ilmuwan harus berbekal peralatan khusus dan pelatihan bertahan hidup.
Tidak hanya dianggap sebagai tak layak huni, Danau Vostok bahkan diduga sebagai lingkungan yang steril. Namun apa yang ditemukan Roger lewat penelitian ini jauh di luar dugaan. Bekerja dengan menyingkirkan bagian-bagian inti dari lapisan dalam es yang menggumpal dari air danau yang membeku hingga ke bagian dasar gletser yang berhimpitan dengan danau, Rogers meneliti es semurni berlian yang terbentuk dalam tekanan besar dan suhu relatif hangat yang bisa ditemukan pada kedalaman seperti itu. Tim riset mengambil sampel berupa beberapa inti dari dua area di danau tersebut; cekungan utama sebelah selatan dan area dekat teluk di ujung barat daya danau.
“Kami menemukan kompleksitas lebih dari yang dipikirkan siapapun,” seru Rogers, “Ini sungguh menunjukkan kegigihan hidup, juga menunjukkan bagaimana organisme dapat bertahan hidup di tempat yang mana beberapa tahun lalu sempat kami kira takkan ada yang bisa bertahan hidup.”
Dengan mengurutkan DNA dan RNA dari sampel gumpalan es, tim riset mengidentifikasi ribuan bakteri, termasuk beberapa yang biasanya ditemukan dalam sistem pencernaan ikan, krustasea dan cacing Annelida, selain jamur dan dua spesies archaea, atau organisme bersel-tunggal yang cenderung hidup di lingkungan ekstrim. Spesies lain yang teridentifikasi berhubungan dengan habitat berupa sedimen danau atau laut. Psychrophiles, atau organisme yang hidup di lingkungan dingin yang ekstrim, ditemukan bersamaan dengan penghuni lingkungan panas, thermophiles, menunjukkan adanya ventilasi hidrotermal di danau tersebut. Menurut Rogers, keberadaan spesies laut dan air tawar ini mendukung hipotesis bahwa danau tersebut pernah terhubung ke laut, dan bahwa air tawar tersimpan ke dalam danau oleh gletser yang tergeser ke dalam.
Jumlah spesies secara keseluruhan paling banyak ditemukan di area dekat teluk, termasuk yang umumnya hidup di lingkungan air tawar, serta spesies laut, psychrophiles dan thermophiles. Sejumlah besar spesies lain yang ditemukan masih belum teridentifikasi. Teluk di area danau tersebut tampaknya banyak berisi aktivitas biologis.
“Banyak dari spesies yang kami urutkan merupakan jenis yang bisa kita temukan di sebuah danau,” ungkap Rogers, “Sebagian besar organisme tampaknya mahkluk air (air tawar), dan banyak spesies yang biasanya hidup di sendimen laut atau danau.”
Bagi Yury Shtarkman, salah satu bagian dari tim riset, proyek ini terbukti sangat mengasyikkan, dan bahkan berhasrat untuk seumur hidup bisa terlibat dalam studi semacam ini. “Ini adalah proyek yang sangat menantang dan semakin Anda mempelajarinya, semakin Anda ingin tahu,” ujarnya, “Setiap hari Anda menemukan hal yang baru dan menggiring ke arah lebih banyak pertanyaan yang harus dijawab. Dalam mempelajari DNA dan RNA lingkungan, kami memeriksa pada seberapa miripkah urutan-ururtan ini dengan urutan-urutan organisme yang sudah diidentifikasi dalam database nasional. Kami menelusuri evolusi dan ekologi danau itu sendiri.
Sebelum 35 juta tahun yang lalu, Antartika merupakan kawasan beriklim hangat yang dihuni oleh beragam tanaman dan hewan. Kemudian, sekitar 34 juta tahun lalu, “terjadilah penurunan suhu secara besar-besaran” dan es menutupi kawasan danau di saat danau itu mungkin masih terhubung dengan Samudera Selatan. Peristiwa ini menurunkan tingkat permukaan laut hingga sekitar 300 meter, yang serta merta memotong Danau Vostok dari lautan lepas. Lapisan es mengalami turun naik hingga akhirnya kembali terjadi penurunan suhu besar-besaran sekitar 14 juta tahun yang lalu, menyebabkan permukaan laut mengalami tingkat penurunan yang jauh lebih rendah dari sebelumnya.
Seiring merambatnya es hingga ke seberang danau, kawasan danau itu kian jatuh ke dalam kegelapan total dan terisolasi dari atmosfer, menyebabkan meningkatnya tekanan dari bobot berat gletser. Mungkin banyak spesies yang menghilang dari danau tersebut, namun tampaknya banyak pula yang mampu bertahan seperti yang ditunjukkan Rogers dalam penelitian ini.
Selama bertahun-tahun tim Rogers bekerja untuk mengidentifikasi dan mempelajari organisme dalam gumpalan es Vostok dengan menggunakan prosedur yang melibatkan koloni bakteri dan jamur yang terkultur, namun prosesnya sangat lambat, terutama bagi mahasiswa pascasarjana yang membutuhkan hasil untuk tesis.
“Kami mulai berpikir untuk melakukannya dengan cara yang berbeda,” tutur Rogers. Alih-alih menggunakan organisme hidup yang terkultur, mereka berkonsentrasi pada pengurutan DNA dan RNA di dalam es. Metode ini, yang disebut metagenomics dan metatranscriptomics, menghasilkan ribuan urutan dalam sekali waktu untuk kemudian dianalisis menggunakan komputer – prosedur yang secara kolektif disebut sebagai metode “Big Data”. Sebaliknya, dengan prosedur lama biasanya dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk menghasilkan organisme berkultur yang cukup untuk beberapa lusin urutan.
Masalahnya jadi berubah, dari yang tadinya memiliki terlalu sedikit urutan menjadi memiliki terlalu banyak urutan untuk dianalisis, kata Rogers. Setelah dua tahun analisis komputer, hasil akhir menunjukkan bahwa Danau Vostok berisi serangkai ragam mikroba, termasuk beberapa organisme multiseluler.
Jauh sebelum mulai menggunakan metagenomics dan metatranscriptomics untuk mempelajari es, Rogers dan timnya sempat mengembangkan sebuah metode untuk memastikan kemurnian es. Bagian inti es direndam ke dalam larutan natrium hipoklorit (pemutih), kemudian dibilas tiga kali dengan air steril, menyingkirkan lapisan luarnya. Dalam kondisi yang sangat steril, inti es yang tersisa kemudian meleleh, tersaring dan membeku-ulang.
“Dengan menggunakan metode ini, kami dapat menjamin kehandalannya hampir 100 persen,” kata Rogers. Pada akhirnya, proses dalam metode ini menghasilkan pelet asam nukleat yang mengandung DNA dan RNA, saatnya untuk bisa diurutkan.
Rogers merasa bahwa timnya melakukan kesalahan besar dari sisi konservatif dalam melaporkan hasil-hasil riset tersebut, termasuk berupa urutan-urutan yang bisa saja hanya berasal dari gumpalan es, namun banyak pula urutan lain yang ia rasa mungkin berasal dari danau, membuka jalan awal untuk penyelidikan tambahan.
Urutan DNA yang sudah mereka hasilkan kini tersimpan dalam database National Center for Biotechnology GenBank, dan tersedia bagi para peneliti lain yang melakukan studi lebih lanjut.
Kredit: Bowling Green State University
Jurnal: Yury M. Shtarkman, Zeynep A. Koçer, Robyn Edgar, Ram S. Veerapaneni, Tom D’Elia, Paul F. Morris, Scott O. Rogers. Subglacial Lake Vostok (Antarctica) Accretion Ice Contains a Diverse Set of Sequences from Aquatic, Marine and Sediment-Inhabiting Bacteria and Eukarya. PLoS ONE, 2013; 8 (7): e67221 DOI: 10.1371/journal.pone.0067221

Berat Badan Berlebih Saja Tidak Berarti Meningkatkan Resiko Kematian Jangka Pendek

Sebuah evaluasi data nasional oleh para peneliti UC Davis menemukan berat tambahan tidak mesti berhubungan dengan resiko kematian yang lebih tinggi.

Ketika membandingkan orang dengan berat normal, orang yang kegemukan tidak memiliki resiko kematian lebih tinggi dalam periode follow up enam tahun. Orang yang sangat gemuk memang memiliki resiko lebih tinggi, namun hanya jika ia juga menderita diabetes atau tekanan darah tinggi.

Temuan ini, yang muncul dalam edisi Juli-Agustus The Journal of American Board of Family Medicine, mempertanyakan studi-studi sebelumnya – memakai data yang dikumpulkan ketika kegemukan masih sedikit di masyarakat – yang menghubungkan mortalitas jangka pendek dengan penambahan berat badan.

“Saat ini ada keyakinan luas kalau peningkatan berat badan akan meningkatkan resiko kematian, namun temuan kami menunjukkan hal ini tidak berlaku,” kata Anthony Jerant, profesor kedokteran keluarga dan masyarakat serta pengarang perdana studi ini. “Dalam bingkai waktu enam tahun evaluasi kami, kami menemukan kalau hanya kegemukan parah yang berasosiasi dengan peningkatan resiko kematian, karena komplikasi diabetes dan tekanan darah tinggi.”

Berdasarkan studi ini, Jerant merekomendasikan percakapan dokter dengan pasien yang kegemukan, namun yang tidak parah, berfokus pada dampak negatif yang diketahui mengenai kondisi fungsi mental dan fisik, daripada peningkatan resiko kematian jangka pendek.

Sebagai perbandingan, Jerant menambahkan kalau penting bagi dokter untuk bicara dengan pasien yang sangat gemuk yang juga menderita diabetes atau tekanan darah tinggi mengenai resiko kematian jangka pendek dan perawatannya, termasuk penurunan berat badan.

“Hasil kami tidak berarti kalau menjadi kegemukan bukan ancaman bagi kesehatan individu atau publik,” kata Jerant. “Kondisi ini berdampak nyata pada mutu hidup, dan atas alasan ini saja penurunan berat badan sudah harus disarankan.”

Dalam melakukan studi ini, Jerant menggunakan data seluas negara tahun 2000 hingga 2005 dari hampir 51 ribu orang dewasa berusia 18 hingga 90 tahun yang berpartisipasi dalam Medical Expenditure Panel Surveys mengenai kesehatan dan ongkos kesehatan. Survey ini mencakup informasi mengenai kondisi kesehatan seperti diabetes dan tekanan darah tinggi.

Indeks Massa Tubuh (Body mass index – BMI), atau berat berdasarkan tinggi, dihitung untuk tiap responden. Studi ini mengkategorikan orang sebagai kurus (BMI < 20), normal (BMI 20 hingga <25), gemuk (BMI 25 hingga < 30), obesitas (BMI 30 hingga 35) atau obesitas parah (BMI > 35).

Mortalitas dinilai menggunakan National Death Index. Dari 50,994 orang dalam analisis UC Davis, hanya 3 persen (1,683) yang wafat dalam enam tahun ke depan.

Para peneliti menemukan kalau orang yang obesitas parah 1,26 kali lebih mungkin meninggal saat follow up ketimbang orang dengan berat normal. Walau begitu, jika orang diabetes atau tekanan darah tinggi dihapus dari data, mereka yang gemuk, obesitas, atau bahkan obesitas parah memiliki tingkat kematian yang sama atau bahkan lebih rendah dari orang normal. Konsisten dengan penelitian sebelumnya, orang kurus hampir dua kali lebih mungkin meninggal daripada orang normal, tidak melihat apakah ia juga menderita diabetes atau tekanan darah tinggi.

Prevalensi kegemukan dan obesitas telah meningkat dramatis dalam dekade terakhir. Diperkirakan sepertiga dari semua orang dewasa di AS diatas usia 20 tahun tergolong obesitas dan sepertiganya gemuk. Selain diabetes dan tekanan darah tinggi, masalah kesehatan yang berasosiasi dengan kondisi ini mencakup penyakit jantung, osteoarthritis, dan apnea tidur.

Hubungan antara berat dan mortalitas adalah topik kontroversial dalam kesehatan publik. Walaupun studi berdasarkan data yang dikumpulkan 30 tahun lalu menunjukkan resiko kematian naik seiring meningkatnya berat, analisis data yang lebih modern, termasuk dalam penelitian ini, mempertanyakan asumsi tersebut.

“Temuan kami menunjukkan kalau resiko memiliki BMI di atas normal mungkin lebih rendah daripada di masa lalu,” kata Jerant. “Sementara studi ini tidak dapat menjelaskan alasannya, mungkin kalau kegemukan dan obesitas telah menjadi lebih umum, dokter menjadi lebih sadar atas asosiasinya dengan isu kesehatan seperti tingginya tekanan darah, kolesterol, dan gula darah, sehingga lebih agresif dalam melakukan deteksi dini dan perawatan kondisi ini.”

Jerant mengatakan kalau periode enam tahun penyelidikan ini membatasi kemampuan membuat asumsi mengenai hubungan antara berat badan yang tidak sehat dan resiko kematian dalam bingkai waktu lebih panjang.

“Kami berharap temuan kami akan memicu studi lanjutan yang memeriksa hubungan kegemukan atau obesitas dengan mortalitas jangka panjang,” kata Jerant.

Pengarang lain studi ini adalah Peter Franks, profesor Jurusan Kesehatan Keluarga dan Masyarakat UC Davis. Franks dan Jerant menggunakan data akses publik dalam melakukan studi ini, yang tidak melibatkan pendanaan dari luar.

Sumber berita:

University of California – Davis Health System.

Referensi jurnal:

A. Jerant, P. Franks. Body Mass Index, Diabetes, Hypertension, and Short-Term Mortality: A Population-Based Observational Study, 2000-2006. The Journal of the American Board of Family Medicine, 2012; 25 (4): 422 DOI: 10.3122/jabfm.2012.04.110289