HUBUNGAN ILMU FISIKA TENTANG SUHU YANG B
HUBUNGAN ILMU FISIKA TENTANG SUHU YANG BERKAITAN DENGAN
LINGKUNGAN
A. Masalah
Indor climate adalah kondisi fisik sekeliling dimana kita melakukan aktifitas
tertentu yang meliputi hal-hal sebagai berikut : temperatur udara, temperatur
permukaan sekeliling, kelembaban udara, dan aliran perpindahan udara.
Untuk menunjang pembahasan mengenai indoor climate, berikut dianalisa tentang
keteraturan panas dalam tubuh manusia yang meliputi : temperature badan,
pengendalian proses panas, transportasi panas oleh aliran darah, berkeringat, gerakan
otot cepat, dan pertukaran panas.
Kenyamanan suhu terdiri dari dasar fisiologi suatu kenyaman, efek sampingan
dari suatu ketidak nyamanan, daerah temperatur secara fisiologi, rentang temperatur
yang nyaman, empat faktor klimatik dan kenyamanan.
ketidaknyamanan merupakan suatu proses biologi yang sederhana untuk
semua jenis mahluk yang berdarah panas untuk menstimulasi agar melakukan suatu
langkah utama untuk meretorasi kembali suatu proses pertukaran panas yang benar.
Ketidaknyamanan akan mengakibatkan perubahan fungsional pada organ yang
bersesuaian pada tubuh manusia.
Jika seseorang ditempatkan pada suatu ruangan dan diberikan temperatur yang
berbeda maka akan terjadi rentang pertukaran panas yang menyatakan kondisi tubuh
dalam keadaan setimbang karena dalam rentang ini pertukaran panas akan dapat
dijaga dengan mengalirnya darah keseluruh organ tubuh. Rentang temperatur dimana
manusia merasakan kenyamanan adalah sangat bervariasi bergantung pada, pertama
dari jenis pakaian yang dipakai dan kedua dari aktivitas fisik yang telah dilakukan.
Basaria Talarosa dalam abstraksi yang dimuat dalam Jurnal Sistem Teknik
Industri Volume 6, No. 3 Juli 2005, yang berjudul “ Menciptakan kenyamanan
thermal dalam bangunan”, menulis :
Secara geografis Indonesia berada dalam garis khatulistiwa
atau tropis, namun secara thermis (suhu) tidak semua wilayah
Indonesia
merupakan
daerah
tropis.
Daerah
tropis
menurut
pengukuran suhu adalah daerah tropis dengan suhu rata-rata 20 oC,
sedangkan rata-rata suhu di wilayah Indonesia umumnya dapat
mencapai 35oC dengan tingkat kelembaban yang tinggi, dapat
mencapai 85% (iklim tropis panas lembab). Keadaan ini terjadi
antara lain akibat posisi Indonesia yang berada pada pertemuan
dua iklim ekstrim (akibat posisi antara 2 benua dan 2 samudra),
perbandingan luas daratan dan lautannya, dan lain-lain. Kondisi ini
kurang menguntungkan bagi manusia dalam melakukan aktifitasnya
sebab produktifitas kerja manusia cenderung menurun atau rendah
pada kondisi udara yang tidak nyaman seperti halnya terlalu dingin
atau terlalu panas. Suhu nyaman thermal untuk orang Indonesia
berada pada rentang suhu 22,8°C - 25,8°C dengan kelembaban
70%.
Langkah
yang
paling
mudah
untuk
mengakomodasi
kenyamanan tersebut adalah dengan melakukan pengkondisian
secara
mekanis
(penggunaan
AC)
di
dalam
bangunan
yang
berdampak pada bertambahnya penggunaan energi (listrik). Cara
yang paling murah memperoleh kenyamanan thermal adalah secara
alamiah melalui pendekatan arsitektur, yaitu merancang bangunan
dengan mempertimbangkan orientasi terhadap matahari dan arah
angin, pemanfaatan elemen arsitektur dan material bangunan, serta
pemanfaatan elemen-elemen lansekap.
Sejalan dengan teori Humphreys dan Nicol, Lipsmeier (1994)
menunjukkan
beberapa
kenyamanan
(dalam
penelitian
Temperatur
yang
membuktikan
Efektif/TE)
batas
berbeda-beda
tergantung kepada lokasi geografis dan subyek manusia (suku
bangsa) yang diteliti seperti pada tabel di bawah ini:
Menurut penelitian Lippsmeier, batas-batas kenyamanan manusia untuk
daerah khatulistiwa adalah 19°C TE (batas bawah) – 26°C TE (batas atas). Pada
temperatur 26°C TE umumnya manusia sudah mulai berkeringat. Daya tahan dan
kemampuan kerja manusia mulai menurun pada temperatur 26°C TE – 30°C TE.
Kondisi lingkungan yang sukar mulai dirasakan pada suhu 33,5°C TE– 35,5 °C TE,
dan pada suhu 35°C TE – 36°C TE kondisi lingkungan tidak dapat ditolerir lagi.
Produktifitas manusia cenderung menurun atau rendah pada kondisi udara yang tidak
nyaman seperti halnya terlalu dingin atau terlalu panas. Produktifitas kerja manusia
meningkat pada kondisi suhu (termis) yang nyaman (Idealistina , 1991).
Berbagai penelitian kenyamanan suhu yang dilakukan di daerah iklim tropis
basah, seperti halnya Mom dan Wiesebron di Bandung, Ellis, de Dear di Singapore,
Busch di Bangkok, Ballabtyne di Port Moresby, kemudian Karyono di Jakarta,
memperlihatkan rentang suhu antara 240C hingga 300C yang dianggap nyaman bagi
manusia yang berdiam pada daerah iklim tersebut.
Sementara
itu,
Standar
Tata
Cara
Perencanaan
Teknis
Konservasi Energi pada Bangunan Gedung yang diterbitkan oleh
Yayasan LPMB-PU membagi suhu nyaman untuk orang Indonesia
atas tiga bagian sebagai berikut:
Basaria, menyimpulkan bahwa bukanlah hal yang mustahil untuk menciptakan
kenyamanan termal di dalam bangunan walaupun Indonesia memiliki iklim yang
berada di atas garis kenyamanan suhu tubuh. Arsitek hanya perlu memberikan
perhatian yang ‘lebih’ terhadap penyelesaian masalah iklim ini.
Seperti yang kita ketahui di gedung perkuliahan fisika masalah yang dihadapi
mahasiswa pada saat proses perkuliahan yaitu tentang panas yang sangat erat
kaitannya dengan suhu. Masalah ini menjadi salah satu masalah yang menjadi pusat
perhatian karena hampir semua mahasiswa fisika mengalaminya. Masalah ini terjadi
dikarenakan banyak faktor yaitu seperti jumlah mahasiswa yang terlalu banyak yang
mengikuti perkuliahan, ruangan yang kurang memadai, ketersediaan kipas angin dan
AC yang penggunanaannya belum bisa di1 optimalkan.
B. Analisis
1. Menurut Didaktif
Proses belajar mengajar merupakan hal yang wajib dilakukan di
berbagai institusi pendidikan baik itu dari tingkat dasar yang dimulai dari TK,
SD, SMP, SMA hingga tingkat perguruan tinggi. Proses Belajar Mengajar itu
sendiri juga ditunjang oleh beberapa faktor, salah satunya yaitu selain cara
penyampaian materi yang harus benar dan mudah dimengerti siswa atau
mahasiswa, kenyamanan ruangan kelaspun menjadi faktor penunjang berhasil
atau tidaknya proses belajar mengajar. Suasana kelas yang tidak nyaman
menjadi salah satu masalah yang sering dihadapi khususnya dilingkungan
kampus fisika yaitu di gedung M. Masalah suhu yang tinggi terkadang sangat
mengganggu proses belajar mengajar dan membuat tidak nyaman,itu
dikarenakan ruangan kelas yang tidak kondusif dan banyaknya mahasiswa
yang mengikuti mata kuliah yang di ajarkan. Karena terganggu sehingga
mahasiswa pada umumnya menjadi kurang atau malah tidak konsentrasi
terhadap mata kuliah yang sedang diajarkan oleh dosen. Sehingga sering juga
karena itu proses belajar mengajar menjadi tidak berhasil . sebagai contohnya
yaitu banyak mahsiswa yang tidak lulus yang dikarenakan selain karena mata
kuliahnya yang sulit juga karena faktor ruangan kelas yang tidak nyaman,
2. Menurut Ilmu Fisika
Manusia juga menghasikan kalor atau panas, sama halnya dengan
peralatan mekanis seperti mesin atau peralatan elektronika. Panas yang
dihasilkan adalah berdasarkan jenis aktivitas yang dilakukannya. Jika panas
yang dihasilkan berlebihan karena proses aktivitas yang terus menerus maka
harus segera didinginkan. Bila ini terjadi pada peralatan mekanis maka
pendinginan dapa dilakukan dengan cara pemberian fan atau kipas untuk
mengeluarkan panas dengan segera jika tidak maka akan rusaklah peralatan
mekanik tersebut. Jika panas yang berlebihan terjadi pada tubuh manusia
maka hal ini akan mengganggu kenyamanan kita dalam beraktivitas,
keseimbangan suhu pada manusia harus dipertahankan atau dikendalikan agar
kenyamanan suhu dapat tercapai.
Dalam ilmu fisika banyak sekali materi yang membahas tentang panas
dimana panas disini yang dimaksudkan adalah suhu. Suhu itu sendiri menurut
ilmu fisika adalah derajat panas dinginnya suatu benda. Panas berkaitan erat
dengan suhu dan kalor. Dimana kalor itu sendiri merupakan energi panas yang
dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang
dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika
suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu
juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Jika
dikaitkan dengan permasalahan yang sedang dibahas yaitu tentang panas
khususnya suhu, yang dialami sebagaian besar mahasiswa yang sedang
mengikuti
perkuliahan.
Dimana
jumlah
mahasiswa
yang
mengikuti
perkuliahan melebihi kapasitas, fasilitas untuk mendinginkan ruangan ( kipas
angin dan AC) tidak berfungsi secara optimal, serta desain arsitektur yang
kurang tepat. Beberapa faktor tersebut menyebabkan suhu ruangan menjadi
tinggi dan membuat mahasiswa merasa panas karena kalor yang dihasilkan
juga banyak.
secara matematis dapat dirumuskan :
Q = m.c.(t2 – t1)
Dimana :
Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)
m adalah massa benda (kg)
c adalah kalor jenis (J/kgC)
(t2-t1) adalah perubahan suhu (C)
Dengan melihat rumus diatas kita dapat mengkaitkannya dengan
permasalahan yang ada . jika dilihat banyaknya kalor yang dibutuhkan itu
berbanding lurus dengan massa , kalor jenis dan perubahan suhu. Sehingga
jika kita memerlukan kalor yang banyak maka massa, kalor jenis dan
perubahan suhu juga di tambah begitu juga sebaliknya.
Tubuh manusia mempunyai mekanisme alam untuk mempertahankan
keseimbangan suhu tersebut, mekanisme itu adalah berkeringat atau
menggigil. Bila laju perpindahan panas tubuh terlalu lambat maka tubuh
akanmemberi peringtan kepada kita melalui keringat yang berlebih
sedangkanbila perpindahan panas terlalu cepat maka yang terjadi adalah
menggigil. Hal tersebut tentunya sangat berkaitan dengan perpindahan kalor.
Dimana kita tahu bahwa ada tiga jenis perpindahan panas yaitu
konduksi, konveksi dan radiasi. Tetapi pada permasalahan ini yang berkaitan
dengan perpindahan kalor yaitu perpindahan kalor secara radiasi. Radiasi
merupakan proses peripandahan kalor yang tidak memerlukan medium
(perantara). Radiasi ini biasanya dalam bentuk Gelombang Elektromagnetik
(GEM) yang berasal dari matahari. Dimana pada gedung M di saat
perkuliahan berlangsung disiang hari, matahari sangat terik sehingga
meyebabkan dinding ruangan menjadi panas karena panasnya terserap oleh
dinding. Selain itu masalah ini juga berkaitan dengan ilmu fisika yang
membahas tentang perpindahan kalor yaitu secara konveksi. Konveksi
merupakan perpindahan panas berdasarkan gerakan fluida dalam hal ini adalah
udara, artinya panas tubuh dapat dihilangkan bergantung pada alian udara
yang melintasi tubuh manusia contohnya kita akan merasa nyaman bila
terkena hembusan angin ada saat kita berkeringat. Sedangkan itu berbanding
terbalik dengan suasana di ruangan yang sekarang menjadi permasalahan.
Pada ruangan kelas sirkulasi udaranya tidak lancar sehingga menimbulkan
suhunya meningkat dan mahasiswa merasa kepanasan.
Selain itu masalah ini juga berkaitan dengan teori kinetik gas. Teori
ini menjelaskan tentang sifat-sifat makroscopik gas, seperti tekanan, suhu, atau
volume, dengan memperhatikan komposisi molekular mereka dan gerakannya.
Teori ini bedasarkan pada anggapan bahwa zat disusun oleh partikel-partikel
sangat kecil yang selalu bergerak. Bunyi teori Kinetik adalah sebagai berikut:
“Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat dan karena
itu memiliki energi yang lebih besar daripada partikel-partikel dalam benda
yang lebih dingin.”
Dalam teori ini ada kaitannya dengan permasalahan yang ada diruang kelas
yaitu pada saat ruang kelas masih dalam keadaan kosong dan udara dalam
ruangan tersebut suhunya masih dalam batas kenyamanan ruangan yaitu
sekitar 22°C - 26°C. Ketika mahasiswa mulai memasuki ruang kelas secara
bersamaan maka suhu ruangan menjadi tinggi karena jumlah partikel di dalam
ruang kelas semakin banyak. Berdasarkan teori kinetik gas ruangan dapat kita
umpamakan sebagai benda dan mahasiswa sebagai partikel. Maka ruang kelas
akan menjadi panas dan partikel yang ada didalamnya akan bergerak lebih
cepat.
3. Pengukuran
Ditinjau dari segi suhu, suhu ruangan yang ideal yaitu berkisar antara 22 oC –
25oC. Sedangkan suhu yang berada diruangan saat ruangan tersebut di penuhi oleh
para mahasiswa berkisar 30oC - 33oC sehigga ruangan tersebut menjadi lebih
panas dari sebelumnya.
Kemudian ditinjau dari segi arsitektur, luas bangunan suatu ruang kelas ideal
berkisar 12x9x4=432 m3 dengan kapasitas maksimal 50 orang. Dengan adanya
jendela luasnya minimum 20% dan ventilasi 15% dari luas ruangan ideal tersebut.
Sedangkan ruangan yang ada pada saat ini memiliki luas berkisar 12x8x3=288 m 3
dan berisi lebih dari 50 orang. Dan tata letak jendela dan ventilasi ruangan hanya
berkisar 10% dari idealnya.
Kesimpulan
Panas merupakan salah satu masalah yang menjadi perhatian yaitu khususnya menjadi
salah satu masalah yang cukup besar untuk mahasiswa program studi fisika. Panas itu sendiri
khususnya yaitu yang berkaitan dengan suhu. Beberapa faktor yang menjadi penyebabnya
yaitu tentang jumlah mahasiswa yang melebihi kapasitas, ruangan yang kurang memadai
karena fasilitas untuk pendingin ruangan seperti Kipas angin dan AC kurang berfungsi secara
opimal, tata letak ruangan yang kurang baik. Adapun solusi yang bisa dilakukan untuk
mengurangi dan menanggulangi nya, seperti antara lain, menata ulang tata letak ruangan,
pendingin ruangan yang di fungsinya lebih dioptimalkan, dan mengurangi jumlah mahasiswa
yatu disesuaikan dengan kapasitas ruangan supaa ruangan menjadi ruangan yang nyaman
digunakan untuk proses belajar mengajar.
LINGKUNGAN
A. Masalah
Indor climate adalah kondisi fisik sekeliling dimana kita melakukan aktifitas
tertentu yang meliputi hal-hal sebagai berikut : temperatur udara, temperatur
permukaan sekeliling, kelembaban udara, dan aliran perpindahan udara.
Untuk menunjang pembahasan mengenai indoor climate, berikut dianalisa tentang
keteraturan panas dalam tubuh manusia yang meliputi : temperature badan,
pengendalian proses panas, transportasi panas oleh aliran darah, berkeringat, gerakan
otot cepat, dan pertukaran panas.
Kenyamanan suhu terdiri dari dasar fisiologi suatu kenyaman, efek sampingan
dari suatu ketidak nyamanan, daerah temperatur secara fisiologi, rentang temperatur
yang nyaman, empat faktor klimatik dan kenyamanan.
ketidaknyamanan merupakan suatu proses biologi yang sederhana untuk
semua jenis mahluk yang berdarah panas untuk menstimulasi agar melakukan suatu
langkah utama untuk meretorasi kembali suatu proses pertukaran panas yang benar.
Ketidaknyamanan akan mengakibatkan perubahan fungsional pada organ yang
bersesuaian pada tubuh manusia.
Jika seseorang ditempatkan pada suatu ruangan dan diberikan temperatur yang
berbeda maka akan terjadi rentang pertukaran panas yang menyatakan kondisi tubuh
dalam keadaan setimbang karena dalam rentang ini pertukaran panas akan dapat
dijaga dengan mengalirnya darah keseluruh organ tubuh. Rentang temperatur dimana
manusia merasakan kenyamanan adalah sangat bervariasi bergantung pada, pertama
dari jenis pakaian yang dipakai dan kedua dari aktivitas fisik yang telah dilakukan.
Basaria Talarosa dalam abstraksi yang dimuat dalam Jurnal Sistem Teknik
Industri Volume 6, No. 3 Juli 2005, yang berjudul “ Menciptakan kenyamanan
thermal dalam bangunan”, menulis :
Secara geografis Indonesia berada dalam garis khatulistiwa
atau tropis, namun secara thermis (suhu) tidak semua wilayah
Indonesia
merupakan
daerah
tropis.
Daerah
tropis
menurut
pengukuran suhu adalah daerah tropis dengan suhu rata-rata 20 oC,
sedangkan rata-rata suhu di wilayah Indonesia umumnya dapat
mencapai 35oC dengan tingkat kelembaban yang tinggi, dapat
mencapai 85% (iklim tropis panas lembab). Keadaan ini terjadi
antara lain akibat posisi Indonesia yang berada pada pertemuan
dua iklim ekstrim (akibat posisi antara 2 benua dan 2 samudra),
perbandingan luas daratan dan lautannya, dan lain-lain. Kondisi ini
kurang menguntungkan bagi manusia dalam melakukan aktifitasnya
sebab produktifitas kerja manusia cenderung menurun atau rendah
pada kondisi udara yang tidak nyaman seperti halnya terlalu dingin
atau terlalu panas. Suhu nyaman thermal untuk orang Indonesia
berada pada rentang suhu 22,8°C - 25,8°C dengan kelembaban
70%.
Langkah
yang
paling
mudah
untuk
mengakomodasi
kenyamanan tersebut adalah dengan melakukan pengkondisian
secara
mekanis
(penggunaan
AC)
di
dalam
bangunan
yang
berdampak pada bertambahnya penggunaan energi (listrik). Cara
yang paling murah memperoleh kenyamanan thermal adalah secara
alamiah melalui pendekatan arsitektur, yaitu merancang bangunan
dengan mempertimbangkan orientasi terhadap matahari dan arah
angin, pemanfaatan elemen arsitektur dan material bangunan, serta
pemanfaatan elemen-elemen lansekap.
Sejalan dengan teori Humphreys dan Nicol, Lipsmeier (1994)
menunjukkan
beberapa
kenyamanan
(dalam
penelitian
Temperatur
yang
membuktikan
Efektif/TE)
batas
berbeda-beda
tergantung kepada lokasi geografis dan subyek manusia (suku
bangsa) yang diteliti seperti pada tabel di bawah ini:
Menurut penelitian Lippsmeier, batas-batas kenyamanan manusia untuk
daerah khatulistiwa adalah 19°C TE (batas bawah) – 26°C TE (batas atas). Pada
temperatur 26°C TE umumnya manusia sudah mulai berkeringat. Daya tahan dan
kemampuan kerja manusia mulai menurun pada temperatur 26°C TE – 30°C TE.
Kondisi lingkungan yang sukar mulai dirasakan pada suhu 33,5°C TE– 35,5 °C TE,
dan pada suhu 35°C TE – 36°C TE kondisi lingkungan tidak dapat ditolerir lagi.
Produktifitas manusia cenderung menurun atau rendah pada kondisi udara yang tidak
nyaman seperti halnya terlalu dingin atau terlalu panas. Produktifitas kerja manusia
meningkat pada kondisi suhu (termis) yang nyaman (Idealistina , 1991).
Berbagai penelitian kenyamanan suhu yang dilakukan di daerah iklim tropis
basah, seperti halnya Mom dan Wiesebron di Bandung, Ellis, de Dear di Singapore,
Busch di Bangkok, Ballabtyne di Port Moresby, kemudian Karyono di Jakarta,
memperlihatkan rentang suhu antara 240C hingga 300C yang dianggap nyaman bagi
manusia yang berdiam pada daerah iklim tersebut.
Sementara
itu,
Standar
Tata
Cara
Perencanaan
Teknis
Konservasi Energi pada Bangunan Gedung yang diterbitkan oleh
Yayasan LPMB-PU membagi suhu nyaman untuk orang Indonesia
atas tiga bagian sebagai berikut:
Basaria, menyimpulkan bahwa bukanlah hal yang mustahil untuk menciptakan
kenyamanan termal di dalam bangunan walaupun Indonesia memiliki iklim yang
berada di atas garis kenyamanan suhu tubuh. Arsitek hanya perlu memberikan
perhatian yang ‘lebih’ terhadap penyelesaian masalah iklim ini.
Seperti yang kita ketahui di gedung perkuliahan fisika masalah yang dihadapi
mahasiswa pada saat proses perkuliahan yaitu tentang panas yang sangat erat
kaitannya dengan suhu. Masalah ini menjadi salah satu masalah yang menjadi pusat
perhatian karena hampir semua mahasiswa fisika mengalaminya. Masalah ini terjadi
dikarenakan banyak faktor yaitu seperti jumlah mahasiswa yang terlalu banyak yang
mengikuti perkuliahan, ruangan yang kurang memadai, ketersediaan kipas angin dan
AC yang penggunanaannya belum bisa di1 optimalkan.
B. Analisis
1. Menurut Didaktif
Proses belajar mengajar merupakan hal yang wajib dilakukan di
berbagai institusi pendidikan baik itu dari tingkat dasar yang dimulai dari TK,
SD, SMP, SMA hingga tingkat perguruan tinggi. Proses Belajar Mengajar itu
sendiri juga ditunjang oleh beberapa faktor, salah satunya yaitu selain cara
penyampaian materi yang harus benar dan mudah dimengerti siswa atau
mahasiswa, kenyamanan ruangan kelaspun menjadi faktor penunjang berhasil
atau tidaknya proses belajar mengajar. Suasana kelas yang tidak nyaman
menjadi salah satu masalah yang sering dihadapi khususnya dilingkungan
kampus fisika yaitu di gedung M. Masalah suhu yang tinggi terkadang sangat
mengganggu proses belajar mengajar dan membuat tidak nyaman,itu
dikarenakan ruangan kelas yang tidak kondusif dan banyaknya mahasiswa
yang mengikuti mata kuliah yang di ajarkan. Karena terganggu sehingga
mahasiswa pada umumnya menjadi kurang atau malah tidak konsentrasi
terhadap mata kuliah yang sedang diajarkan oleh dosen. Sehingga sering juga
karena itu proses belajar mengajar menjadi tidak berhasil . sebagai contohnya
yaitu banyak mahsiswa yang tidak lulus yang dikarenakan selain karena mata
kuliahnya yang sulit juga karena faktor ruangan kelas yang tidak nyaman,
2. Menurut Ilmu Fisika
Manusia juga menghasikan kalor atau panas, sama halnya dengan
peralatan mekanis seperti mesin atau peralatan elektronika. Panas yang
dihasilkan adalah berdasarkan jenis aktivitas yang dilakukannya. Jika panas
yang dihasilkan berlebihan karena proses aktivitas yang terus menerus maka
harus segera didinginkan. Bila ini terjadi pada peralatan mekanis maka
pendinginan dapa dilakukan dengan cara pemberian fan atau kipas untuk
mengeluarkan panas dengan segera jika tidak maka akan rusaklah peralatan
mekanik tersebut. Jika panas yang berlebihan terjadi pada tubuh manusia
maka hal ini akan mengganggu kenyamanan kita dalam beraktivitas,
keseimbangan suhu pada manusia harus dipertahankan atau dikendalikan agar
kenyamanan suhu dapat tercapai.
Dalam ilmu fisika banyak sekali materi yang membahas tentang panas
dimana panas disini yang dimaksudkan adalah suhu. Suhu itu sendiri menurut
ilmu fisika adalah derajat panas dinginnya suatu benda. Panas berkaitan erat
dengan suhu dan kalor. Dimana kalor itu sendiri merupakan energi panas yang
dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang
dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika
suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu
juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Jika
dikaitkan dengan permasalahan yang sedang dibahas yaitu tentang panas
khususnya suhu, yang dialami sebagaian besar mahasiswa yang sedang
mengikuti
perkuliahan.
Dimana
jumlah
mahasiswa
yang
mengikuti
perkuliahan melebihi kapasitas, fasilitas untuk mendinginkan ruangan ( kipas
angin dan AC) tidak berfungsi secara optimal, serta desain arsitektur yang
kurang tepat. Beberapa faktor tersebut menyebabkan suhu ruangan menjadi
tinggi dan membuat mahasiswa merasa panas karena kalor yang dihasilkan
juga banyak.
secara matematis dapat dirumuskan :
Q = m.c.(t2 – t1)
Dimana :
Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)
m adalah massa benda (kg)
c adalah kalor jenis (J/kgC)
(t2-t1) adalah perubahan suhu (C)
Dengan melihat rumus diatas kita dapat mengkaitkannya dengan
permasalahan yang ada . jika dilihat banyaknya kalor yang dibutuhkan itu
berbanding lurus dengan massa , kalor jenis dan perubahan suhu. Sehingga
jika kita memerlukan kalor yang banyak maka massa, kalor jenis dan
perubahan suhu juga di tambah begitu juga sebaliknya.
Tubuh manusia mempunyai mekanisme alam untuk mempertahankan
keseimbangan suhu tersebut, mekanisme itu adalah berkeringat atau
menggigil. Bila laju perpindahan panas tubuh terlalu lambat maka tubuh
akanmemberi peringtan kepada kita melalui keringat yang berlebih
sedangkanbila perpindahan panas terlalu cepat maka yang terjadi adalah
menggigil. Hal tersebut tentunya sangat berkaitan dengan perpindahan kalor.
Dimana kita tahu bahwa ada tiga jenis perpindahan panas yaitu
konduksi, konveksi dan radiasi. Tetapi pada permasalahan ini yang berkaitan
dengan perpindahan kalor yaitu perpindahan kalor secara radiasi. Radiasi
merupakan proses peripandahan kalor yang tidak memerlukan medium
(perantara). Radiasi ini biasanya dalam bentuk Gelombang Elektromagnetik
(GEM) yang berasal dari matahari. Dimana pada gedung M di saat
perkuliahan berlangsung disiang hari, matahari sangat terik sehingga
meyebabkan dinding ruangan menjadi panas karena panasnya terserap oleh
dinding. Selain itu masalah ini juga berkaitan dengan ilmu fisika yang
membahas tentang perpindahan kalor yaitu secara konveksi. Konveksi
merupakan perpindahan panas berdasarkan gerakan fluida dalam hal ini adalah
udara, artinya panas tubuh dapat dihilangkan bergantung pada alian udara
yang melintasi tubuh manusia contohnya kita akan merasa nyaman bila
terkena hembusan angin ada saat kita berkeringat. Sedangkan itu berbanding
terbalik dengan suasana di ruangan yang sekarang menjadi permasalahan.
Pada ruangan kelas sirkulasi udaranya tidak lancar sehingga menimbulkan
suhunya meningkat dan mahasiswa merasa kepanasan.
Selain itu masalah ini juga berkaitan dengan teori kinetik gas. Teori
ini menjelaskan tentang sifat-sifat makroscopik gas, seperti tekanan, suhu, atau
volume, dengan memperhatikan komposisi molekular mereka dan gerakannya.
Teori ini bedasarkan pada anggapan bahwa zat disusun oleh partikel-partikel
sangat kecil yang selalu bergerak. Bunyi teori Kinetik adalah sebagai berikut:
“Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat dan karena
itu memiliki energi yang lebih besar daripada partikel-partikel dalam benda
yang lebih dingin.”
Dalam teori ini ada kaitannya dengan permasalahan yang ada diruang kelas
yaitu pada saat ruang kelas masih dalam keadaan kosong dan udara dalam
ruangan tersebut suhunya masih dalam batas kenyamanan ruangan yaitu
sekitar 22°C - 26°C. Ketika mahasiswa mulai memasuki ruang kelas secara
bersamaan maka suhu ruangan menjadi tinggi karena jumlah partikel di dalam
ruang kelas semakin banyak. Berdasarkan teori kinetik gas ruangan dapat kita
umpamakan sebagai benda dan mahasiswa sebagai partikel. Maka ruang kelas
akan menjadi panas dan partikel yang ada didalamnya akan bergerak lebih
cepat.
3. Pengukuran
Ditinjau dari segi suhu, suhu ruangan yang ideal yaitu berkisar antara 22 oC –
25oC. Sedangkan suhu yang berada diruangan saat ruangan tersebut di penuhi oleh
para mahasiswa berkisar 30oC - 33oC sehigga ruangan tersebut menjadi lebih
panas dari sebelumnya.
Kemudian ditinjau dari segi arsitektur, luas bangunan suatu ruang kelas ideal
berkisar 12x9x4=432 m3 dengan kapasitas maksimal 50 orang. Dengan adanya
jendela luasnya minimum 20% dan ventilasi 15% dari luas ruangan ideal tersebut.
Sedangkan ruangan yang ada pada saat ini memiliki luas berkisar 12x8x3=288 m 3
dan berisi lebih dari 50 orang. Dan tata letak jendela dan ventilasi ruangan hanya
berkisar 10% dari idealnya.
Kesimpulan
Panas merupakan salah satu masalah yang menjadi perhatian yaitu khususnya menjadi
salah satu masalah yang cukup besar untuk mahasiswa program studi fisika. Panas itu sendiri
khususnya yaitu yang berkaitan dengan suhu. Beberapa faktor yang menjadi penyebabnya
yaitu tentang jumlah mahasiswa yang melebihi kapasitas, ruangan yang kurang memadai
karena fasilitas untuk pendingin ruangan seperti Kipas angin dan AC kurang berfungsi secara
opimal, tata letak ruangan yang kurang baik. Adapun solusi yang bisa dilakukan untuk
mengurangi dan menanggulangi nya, seperti antara lain, menata ulang tata letak ruangan,
pendingin ruangan yang di fungsinya lebih dioptimalkan, dan mengurangi jumlah mahasiswa
yatu disesuaikan dengan kapasitas ruangan supaa ruangan menjadi ruangan yang nyaman
digunakan untuk proses belajar mengajar.