RESPONS MAHASISWA CALON GURU BIOLOGI TENTANG UJIAN AKHIR SEMESTER (UAS) FISIKA DASAR MELALUI BLOG *)

Toto

Universitas Galuh - Ciamis, Jawa Barat

e-mail: totounigal_cms@yahoo.com

*)  Makalah dipresentasikan pada Seminar Nasional di Unila Lampung, 29 Januari 2011

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini untuk mengetahui respons mahasiswa calon guru biologi terhadap pelaksanaan Ujian Akhir Semester (UAS) matakuliah Fisika Dasar melalui Blog. Responden penelitian adalah mahasiswa program studi pendidikan biologi pada sebuah Perguruan Tinggi Swasta (PTS) di Jawa Barat  pada  semester pertama Tahun Akademik 2010/2011. Responden sebanyak 128 orang (n=128). Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode survey. Data dikumpulkan melalui penyebaran angket. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan Blog dalam pelaksanaan Ujian Akhir Semester (UAS) matakuliah Fisika Dasar menyenangkan bagi sebagian besar mahasiswa (90,63%). Kelebihan Ujian Akhir Semester (UAS) Fisika Dasar melalui Blog,  mahasiswa dapat mendiskusikan  soal-soal UAS bersama rekan-rekannya dalam kelompok; dapat memperluas bahan/materi ujian melalui blog-blog lain di internet; tidak merasa stress dalam menghadapi ujian. Namun UAS melalui blog juga  memliliki kelemahan yakni memungkinkan mahasiswa meng-copy paste file jawaban UAS dan tidak mempelajari bahan/materi ujian.

Kata kunci:  Respons  mahasiswa;   penggunaan  Blog;   Ujian  Akhir Semester  (UAS) Fisika

                    Dasar

BIOLOGY STUDENT TEACHER CANDIDATE RESPONSE
ON THE FINAL EXAMINATION SEMESTER (FES) FUNDAMENTALS OF PHYSICS
THROUGH BLOG

Toto
Galuh University – Ciamis, West Java
e-mail: totounigal_cms@yahoo.com

ABSTRACT

The purpose of this study is to determine the response of prospective teachers of biology students on the implementation of Final Examination Semester (FES) Fundamentals of Physics through Blog. The respondents are all students of biology education courses at a Private Higher Education in West Java in the first semester of Academic Year 2010/2011. Respondents are 128 men (n = 128). This research was conducted using survey method. Data are collected through questionnaire. The results showed that the use of Blogs in the implementation of Final Examination Semester (FES) Fundamentals of Physics is enjoyable for most students (90.63%). The advantages of Final Examination Semester (FES) Fundamentals of Physics through Blog are the students can discuss issues with colleagues in the group; they can expand the material/examination materials through other blogs in the internet, they do not feel stress of doing the examination. However, the Final Examination Semester (FES) through blogs also has some weaknesses that allows students to copy and paste files answer of the Final Examination Semester (FES) and they do not study material/ examination materials.

Keywords:   student   responses;    the  use  of   blogs;   Final  Examination  Semester  (FES)

                    Fundamentals of Physics

Pendahuluan

Perkembangan media internet seiring dengan perkembangan teknologi informasi dan komunikasi (T.I.K). Perkembangan T.I.K ini sangat pesat, sehingga  memungkinkan pemanfaatannya dalam dunia pendidikan dikembangkan suatu media pembelajaran yang baru. Salah satu media yang dapat dikembangkan dalam pembelajaran yang memanfaatkan media internet adalah blog. Apakah blog itu? Sebuah blog atau webblog adalah sebagai web pribadi yang berisi link-link ke website lain, dan selalu di-update secara kontinu (Mulyanto, 2009). Lebih lanjut Mulyanto (2009) mengemukakan bahwa webblog pada dasarnya adalah sebuah jurnal yang tersedia di web.

Pada awalnya blog digunakan untuk memuat tulisan-tulisan pribadi. Oleh karena itu, blog bersifat sangat personal. Kini penggunaan blog sudah berkembang, tidak hanya memuat tulisan-tulisan yang bersifat pribadi, tetapi blog dalam dunia pendidikan dapat dimanfaatkan dalam banyak hal, seperti  bahan ajar, silabus kuliah, evaluasi belajar, artikel hasil-hasil penelitian dan sebagainya.

Guru dan dosen dapat memanfaatkan blog  untuk membantu berlangsungnya  pembelajaran. Bahan/materi  pelajaran dan perkuliahan dapat dimuat dalam blog pribadi.  Bahan ajar yang disusun guru dan  dosen dapat  diakses dan dipelajari pada setiap saat oleh peserta didik. Dengan demikian guru dan dosen dapat mengembangkan suatu model pembelajaran yang inovatif dengan memanfaatkan media blog. Mengenai pemanfaatan blog, dikemukakan Budi (2007) bahwa  blog sebagai media informasi.

Hasil penelitian yang dilakukan Toto (2010)  menunjukkan bahwa perkuliahan Fisika Dasar dengan memanfaatkan blog untuk penayangan  bahan ajar dapat meningkatkan penguasaan konsep mahasiswa calon guru Biologi pada materi gerak sebesar 0,57   (kategori sedang).

Di samping pemanfatan blog untuk menayangkan bahan/materi pembelajaran, blog juga dapat digunakan untuk melaksanakan evaluasi. Tentu saja penggunaan blog ini memiliki keunggulan dan kelemahan. Untuk mengetahui bagaimana respons mahasiswa tehadap  penggunaan blog dalam Ujian Akhir Semester (UAS), khususnya dalam matakuliah Fisika Dasar, maka perlu dilakukan penelitian. Berdasarkan latar belakang di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk menelaah respons mahasiswa calon guru biologi terhadap penggunaan blog dalam pelaksanaan Ujian Akhir Semester (UAS)  matakuliah Fisika Dasar.

Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode survey. Responden dalam penelitian ini ditetapkan secara purposif, yaitu mahasiswa calon guru biologi tingkat I semester 1 Tahun Akademik 2010/2011 sebanyak 128 orang (n=128) yang mengontrak mata kuliah Fisika Dasar I  pada sebuah Lembaga Pendidikan  Tenaga kependidikan - Perguruan Tinggi Swasta  (LPTK-PTS) di Jawa Barat. Instrumen penelitian yang digunakan adalah kuesioner dan pedoman wawancara. Kuesioner dimuat dalam Blog,  dan jawaban mahasiswa dikirim melalui e-mail. Wawancara dilakukan secara tatap muka dengan responden sebanyak 13 orang (n=13) yang dipilih secara acak dari total responden. Data yang terkumpul dianalisis secara deskriptif.

Hasil dan Pembahasan

Data hasil penelitian yang diperoleh melalui kuesioner, yaitu berupa persentase respons mahasiswa  calon guru biologi terhadap pelaksanaan Ujian Akhir Semester (UAS) matakuliah Fisika Dasar melalui Blog. Data hasil penelitian disajikan dalam Tabel 1

Tabel 1 Respons mahasiswa

No.	Pernyataan	%
1	Mahasiswa calon guru biologi memiliki account facebook	96,09
2	Informasi tentang UAS Fisika Dasar diperoleh melalui facebook	93,75
3	Mahasiswa menyenangi pelaksanaan UAS Fisika Dasar melalui Blog	90,63
4	Soal-soal UAS Fisika Dasar didiskusikan bersama rekan dalam satu kelompok	74,22
5	Mahasiswa mencari Blog lain di internet untuk menambah referensi dalam menjawab soal UAS Fisika Dasar	94,53
6	Perasaan stress berkurang dalam menghadapi UAS Fisika Dasar melalui Blog	88,28
7	Jawaban UAS Fisika Dasar dikirim  melalui e-mail milik sendiri	97,66
8	Pengiriman jawaban UAS Fisika Dasar via e-mail dibantu orang lain	17,98
9	Pelaksanaan UAS Fisika Dasar melalui Blog memungkinkan seseorang melakukan copy paste jawaban rekan/teman	79,69
10	Pelaksanaan UAS Fisika Dasar melalui Blog memungkinkan seseorang tidak mempelajari materi ujian	64,06
11	Mengecek daftar pengirim jawaban UAS Fisika Dasar dalam Blog pengampu matakuliah	70,31

Hampir seluruh mahasiswa calon guru biologi semester 1 (sebagai responden) telah memiliki account facebook (96,09%), sehingga mereka dapat mengakses informasi yang berkaitan dengan UAS Fisika Dasar dari dosen pengampu matakuliah melalui facebook. Namun sejumlah itu tidak seluruhnya sempat mengakses informasi yang berkaitan dengan UAS Fisika Dasar dari dosen pengampu  melalui facebook. Sebagian kecil responden (6,75%) memperoleh informasi mengenai alamat blog yang menayangkan  soal UAS  Fisika Dasar, awal  penayangan soal UAS Fisika Dasar  di blog, dan batas akhir  pengiriman  jawaban UAS mengandalkan informasi dari rekan-rekannya. Informasi yang berkaitan dengan UAS melalui facebook ini dalam upaya pemanfaatan facebook yang bersifat positif. Selama ini banyak orang menuding facebook memiliki dampak negatif, seperti yang dikemukakan Mangkulo (2010), bahwa selama ini facebook dipandang memiliki dampak negatif terhadap semangat belajar.

Sebagian besar mahasiswa calon  guru biologi (90,63%) menunjukkan bahwa mereka menyenangi Ujian Akhir Semester (UAS) matakuliah Fisika Dasar melalui blog.  Data ini diperkuat melalui  wawancara yang dilakukan dengan  tiga belas orang responden (10%) yang ditunjuk secara acak dari total responden. Hal ini sejalan dengan komentar responden secara tertulis yang dikirim melalui e-mail, diantara komentar itu sebagai berikut: “Dalam pelaksanaan UAS melalui blog sangat menyenangkan karena kita bisa mengerjakannya kapan saja dengan memanfaatkan waktu luang”;  “Menurut saya UAS melalui e-mail itu menyenangkan dan memberikan pengalaman baru bagi saya pribadi. Selain itu kita dapat mengerjakan kapan saja sampai batas waktu ditentukan”;  Menurut saya UAS melalui e-mail sangat menyenangkan, tetapi juga banyak hambatannya yaitu banyak mahasiswa yang bekerjasama dalam mengerjakan soal, dan bagi yang bekerja sendiri pun dikira copy paste”;  “ UAS melalui e-mail enak, kita tidak harus buru-buru menyelesaikan soal”.

            Pelaksanaan Ujian Akhir Semester (UAS) matakuliah Fisika Dasar melalui blog  dapat membuat mahasiswa literasi dalam teknologi, informasi dan komunikasi (ICT literate) sebagaimana komentar yang disampaikan responden secara tertulis melalui e-mail, sebagai  berikut: “menurut saya UAS  lewat blog ada baik dan buruknya .... kita memanfaatkan teknologi yang ada untuk pendidikan tidak hanya sekedar iseng saja, menjadikan mahasiswa yang tidak bisa menggunakan e-mail menjadi bisa tetapi tidak menutup kemungkinan dengan bantuan  orang lain”;  “menambah wawasan tentang teknologi terlebih lagi ada blog-blog yang dapat menambah pengetahuan”;   dan komentar lainnya: “UAS melalui blog memang ada manfaatnya salah satunya kita lebih bisa menggunakan media internet dan bisa lebih mahir lagi dalam cara pengiriman e-mail”.

Bahan ajar dalam blog, baik blog pribadi milik pengampu mata kuliah maupun blog-blog lainnya di internet sebagai bahan  utama dalam ujian akhir semester (UAS) Fisika Dasar,  disamping bahan ajar yang disampaikan dalam perkuliahan. Bahan ajar sangat penting dalam suatu pembelajaran, sebagaimana dikemukakan Belawati (2006) bahwa bahan ajar sangat penting artinya bagi guru maupun peserta didik dalam pembelajaran. Bahan ajar memiliki peran penting dalam sistem pendidikan, dan bahan ajar pada hakekatnya merupakan pengetahuan, nilai-nilai dan keterampilan sebagai isi suatu mata pelajaran yang diarahkan untuk mencapai tujuan pembelajaran.

Pelaksanaan Ujian Akhir Semester (UAS) matakuliah Fisika Dasar melalui blog tidak menutup kemungkinan mahasiswa hanya melakukan copy paste. Hal ini dapat dilihat berdasarkan jumlah pengiriman jawaban UAS, dan didukung data seperti yang tercantum dalam Tabel 2.

Tabel 2  Pengiriman Jawaban UAS Fisika Dasar

No.	Pengiriman Jawaban UAS Fisika Dasar	%
1	Satu kali	100
2	Dua kali	34,37
3	Tiga kali	3,91

Berdasarkan Tabel 2 di atas, menunjukkan bahwa seluruh responden mengirimkan jawaban  UAS Fisika Dasar. Namun berdasarkan pemeriksaan pengampu matakuliah sekaligus sebagai  peneliti, terungkap bahwa terdapat 44 orang mahasiswa (34,37%) yang melakukan copy paste jawaban.  Dengan tanpa menyebutkan siapa nama-nama mahasiswa yang melakukan copy paste, tetapi hanya mengumumkan di blog bahwa mahasiswa yang merasa melakukan copy paste terhadap jawaban UAS Fisika Dasar, agar direvisi dan mengirim ulang jawaban UASnya. Hal ini sudah diprediksi berdasarkan komentar-komentar responden bahwa UAS melalui blog memungkinkan mahasiswa meng-copy paste jawaban, seperti komentar berikut ini: “UAS melalui e-mail menurut saya kurang baik, karena seseorang mahasiswa dapat dengan mudah meng-copy paste  data yang sudah ada dan seseorang mahasiswa banyak yang kurang memahami atas materi yang diujikan”;  “UAS melalui e-mail sebenarnya memudahkan dan lebih praktis, namun seringkali terjadi kecurangan  dalam menjawab soal UAS”;  dan komentar lainnya: “menurut saya, memang memudahkan tetapi bagi sebagian mahasiswi lainnya hanya menggunakan copy paste”.

            Mengenai respons mahasiswa terhadap kelebihan dan kelemahan pelaksanaan UAS Fisika Dasar melalui blog dapat dilihat pada Tabel 3

Tabel 3  Kelebihan dan kelemahan UAS Fisika Dasar melalui Blog

No.	Kelebihan UAS melalui blog	Kelemahan UAS melalui blog
1 2 3 4 5 6 7	Menyenangkan Meningkatkan semangat dalam mengerjakan soal-soal Tidak membosankan, karena dapat melihat blog lain Dapat menggunakan fasilitas internet Mengurangi stress, was-was dan gelisah Dapat melihat animasi pada blog lain Mendiskusi soal-soal dengan rekan	Mahasiswa melakukan copy paste jawaban Menyuruh orang lain untuk mengerjakan soal-soal UAS Menyebabkan mahasiswa santai dan malas belajar Terpancing main facebook dan game on line Cenderung pengeluaran uang lebih banyak, karena menggunakan fasilitas warnet

            Respons mahasiswa calon guru biologi  terhadap pelaksanaan UAS Fisika Dasar melalui blog, dapat menimbulkan berbagai pandangan mereka baik segi positif maupun negatif. Hal ini dipengaruhi oleh kebiasaan mereka dalam pemanfaatan teknologi internet. Perlu pengkajian mengenai minat baca mahasiswa, seperti yang dituturkan mereka dalam komentarnya, bahwa banyak  mahasiswa yang tidak mempelajari bahan ajar yang diujikan.  Jelas hal ini dapat menurunkan minat baca mahasiswa. Apakah benar penggunaan ICT dapat  menurunkan minat baca, perlu studi tentang ini. Tetapi ada  pendapat bahwa hal ini tidaklah benar, seperti diungkapkan  Solfarina dan Liliasari (2009), yang menyatakan bahwa penerapan ICT dalam pendidikan justru mahasiswa ditantang untuk meningkatkan kemampuan dalam ICT sehingga dapat menggunakan perangkat pendukung dengan efektif dan efesien dan diperlukan kemampuan berpikir kritis untuk memanajemen dan mengevaluasi pemanfaatan ICT dalam pendidikan.

            Hasil penelitian sederhana ini dapat memunculkan berbagai permasalahan yang memerlukan studi lebih lanjut, diantara adalah: Bagaimana menghindari copy paste jawaban UAS? Bagaimana meningkatkan minat baca mahasiswa melalui media internet? Bagaimana meningkatkan semangat belajar melalui ICT? Bagaimana mengalihkan perhatian kegemaran facebook-an dan game on line ke arah korridor pendidikan?

Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa mahasiswa calon guru biologi  menyenangi penggunaan Blog dalam pelaksanaan Ujian Akhir Semester (UAS) matakuliah Fisika Dasar. Kelebihan Ujian Akhir Semester (UAS) Fisika Dasar melalui Blog,  mahasiswa dapat mendiskusikan  soal-soal UAS bersama rekan-rekannya dalam kelompok; dapat memperluas bahan/materi ujian melalui blog-blog lain di internet; tidak merasa stress dalam menghadapi ujian. Kelemahan UAS Fisika Dasar melalaui blog yakni memungkinkan mahasiswa meng-copy paste file jawaban UAS temannya dan tidak mempelajari bahan/materi ujian.

Daftar Pustaka

Belawati, T. dkk. (2006). Pengembangan Bahan Ajar.  Jakarta: Universitas Terbuka

Budi.  (2007).  Manfaat   Blog  Sebagai  Media  Informasi.  [online].  Tersedia:   http://Kang

       Budi.wordpress.com/2007/12/01/manfaat-blog-sebagai-media-informasi/.   [4 April 

       2010].

Cotton,  K.  (2001). Computer  Assisted Instruction. [online]. Tersedia:  http:www.nwrel.

        org/scpd/sirs/5/cu10.html. [15 Januari 2010.

Effendi,  E.  dan  Zhuang,  H.  (2005).  E-Learning:  Konsep  dan Aplikasi.  Yogyakarta: 

        Andi Offset.

Koesnandar. (2008). Pengembangan  Bahan  Ajar  Berbasis  Web.  [online].  Tersedia : http:/

          www.teknologipendidikan.net/2008/02/pengembangan_bahan-­belajar_berbasis_web.

          [3 Mei 2008]

Mangkulo, H. A. (2010). Facebook for Sekolahan. Jakarta: Elex Media Komputindo

Mulyanto, A. P. (2009). Go! Blog. Bandung: OASE  Media

Oetomo, B.S.D.  (2007). e - Education:  Konsep, Teknologi, dan Aplikasi Internet Pendidikan.

           Yogyakarta: Penerbit Andi

Solfarina  dan  Liliasari.  (2009)   Proceeding   The 3^rd   International  Seminar   on   Science

        Education:   Readness  of  Prospective  Chemistry  Teachers to Face Implementation of

        Information Tecknology in Education.  Bandung:    Indonesia   University of Education

Toto.  (2010).  Proceeding  The 4^th   International  Seminar  on Science Education: The Use

         of   Blog   as   Subject   Matter   in   The   Lecture   of   Basic   Physiscs   to   Improve  

         Teacher  Candidates  on  Biology  Students  in  The   Mastery  of   Motion Concept.

          Bandung:  Indonesia  University of Education

Wiyono,  K . dan  Taufiq.  (2009).  Proceeding  The 3^rd   International  Seminar   on   Science

        Education:   Using   Computer   Simulation   to   Improve  Concept   Comprehension   of

        Physics    Teacher    Candidates    Students    in   Special   Relativity.     Bandung:  

        Indonesia   University of Education

Zulkifli. (2010).  Internet For Teacher. Yogyakarta: Cakrawala

Baca lebih lengkap...

SABAR ITU INDAH

Rekan-rekan blogger, renungan kita kali ini adalah mengenai Sabar itu indah, seperti yang ditulis Al Qorni  sebagai salah satu sub judul dalam bukunya Laa Tahzan. Sudahkah kita merasakan indahnya kesabaran? Kita sering mendengar, bahkan mungkin  kita sendiri yang mengucapkan: "Aku bosan dengan kesabaran.!";    "Aku bosan hidup dalam kemiskinan!" ; "Aku bosan hidup dalam keterpurukan!:". Dalam ucapan ini tercermin bahwa  kita  belum merasakan indahnya kesabaran.

Al Qorni mengatakan bahwa menghiasi diri dengan sikap sabar termasuk pekerti orang-orang yang langka (jarang), yaitu mereka yang menghadapi bebagai kesulitan dengan hati yang lapang, penuh percaya diri, dan pantang menyerah. 

Ketika kita mendapat musibah, kecelakaan, teman kita bilang: bersabarlah!  Jika kita tidak dapat bersabar, apa yang akan kita lakukan? Apakah kita mempunyai solusi, selalin bersabar? Inilah sebagai bahan renungan kita di waktu  jeda dalam kesibukan kita sehari-hari.

Sungguh kita tidak dapat bersabar, kecuali atas pertolongan Allah. Oleh karena ttu, kita senantiasa berdo'a agar kita diberi kesabaran. Bersabarlah, sebagaimana kesabaran orang yang percaya akan datangnya petolongan Allah, meyakini kesudahannya yang baik, mencari pahala, dan mengharapkan terhapusnya dosa-dosa. 

Bersabarlah, meskipun berbagai kesulitan menghadang kita. Sesungguhnya pertolongan Allah akan datang setelah kesabaran. Kelapangan akan datang setelah kesempitan. Dan kemudahan akan datang setelah kesulitan.

 

Baca lebih lengkap...

ANGKET

Petunjuk:
A. Copy lembaran angket ini ke dalam file Anda. Setelah dijawab kirim melalui e-mail  ke alamat totounigal_cms@yahoo.com
B. Pilih jawaban a atau b dengan cara memberikan tanda silang (X).
C. Pada bagian bawah halaman ini tuliskan komentar Anda tentang UAS Fisika Dasar melalui blog

1. Apakah Anda telah memiliki facebook?
     a. Ya                               b.Tidak

2. Apakah Anda sempat membaca pengumuman mengenai UAS Fisika Dasar dalam facebook?
     a.  Ya                              b. Tidak

3. Apakah pelaksanaan UAS Fisika Dasar melalui blog menyenangkan bagi Anda?
     a.  Ya                              b. Tidak
4. Apakah Anda mendiskusikan soal-soal UAS Fisika Dasar bersama rekan-rekan dalam kelompok?
     a.  Ya                              b.  Tidak
5. Apakah Anda mencari blog lain untuk menambah referensi dalam menjawab soal-soal UAS Fisika Dasar?
     a.  Ya                              b. Tidak
6. Apakah  UAS Fisika Dasar melalui blog mengurangi rasa stress Anda  waktu mengerjakan soal-soal ?
     a.  Ya                              b. Tidak
7. Apakah Anda mengirimkan jawaban UAS Fisika Dasar  menggunakan e-mail milik sendiri?
     a.  Ya                             b.  Tidak
8. Apakah Anda mengirimkan jawaban UAS Fisika Dasar masih dibantu orang lain?
     a.  Ya                             b.  Tidak
9. Apakah menurut Anda bahwa UAS melalui  blog memungkinkan seorang mahasiswa melakukan copy paste?
    a.  Ya                               b.  Tidak
10. Apakah pelaksanaan UAS Fisika Dasar melalui blog memungkinkan seorang mahasiswa tidak mempelajari bahan/materi ujian?
     a.  Ya                              b. Tidak
11. Apakah Anda membaca pengumuman mengenai  jawaban UAS Fisika Dasar yang dikirim via e-mail telah diterima?
     a.  Ya                              b.  Tidak

Catatan: Tuliskan  komentar Anda mengenai UAS melalui e-mail.

Baca lebih lengkap...

Bahan Ajar: TERMODINAMIKA

Termodinamika berasal dari dua kata yaitu thermal (berkenaan dengan kalor) dan dinamika (berkenaan dengan pergerakan). Termodinamika didefinisikan sebagai ilmu tentang energi yang berubah-ubah karena pengaliran kalor dan usaha yang dilakukan. Termodinamika adalah studi tentang proses transfer energi sebagai kalor dan sebagai kerja. Dalam membahas termodinamika, kita mengacu ke suatu sistem tersebut. Sistem adalah benda atau sekumpulan benda yang akan kita teliti. Benda-benda lainnya di alam semesta ini kita sebut sebagai “lingkungan”-nya.

Terdapat dua macam sistem, yaitu sistem tertutup dan terbuka. Pada sistem tertutup, tidak ada massa yang masuk maupun keluar (tetapi energi dapat dipertukarkan dengan lingkungan). Sementara pada sistem terbuka, massa bisa masuk atau keluar (demikian pula dengan energi). Banyak sistem (dianggap ideal) yang kita pelajari dalam fisika yang merupakan sistem tertutup. Namun banyak sistem termasuk tumbuhan dan hewan, yang merupakan sistem terbuka karena tumbuhan dan hewan bertukar materi (makanan, oksigen, hasil pembuangan) dengan lingkungan. Sistem tertutup dikatakan terisolasi jika tidak ada energi dalam bentuk apapun yang melintasi batasnya. Selain dari itu, sistem tidak terisolasi.

Hukum Pertama Termodinamika

Hukum pertama termodinamika merupakan pernyataan kekekalan energi. Hukum ini menggambarkan hasil banyak eksperimen yang menghubungkan usaha yang dilakukan pada sistem, kalor yang ditambahkan pada sistem atau dikurangi dari sistem, dan energi internal sistem.

Kita mendefinisikan bahwa energi dalam sistem sebagai jumlah total energi molekul pada sistem. Energi dalam sistem akan naik, jika kerja dilakukan padanya, atau jika kalor ditambahkan pada sistem tersebut. Dengan cara yang sama, energi dalam akan menurun jika kalor keluar dari sistem atau jika kerja dilakukan oleh sistem pada yang lainnya.

Berdasarkan kekekalan energi dapat dikemukakan bahwa perubahan energi dalam pada sistem yang tertutup (ΔU) akan sama dengan kalor yang ditambahkan ke sistem dikurangi kerja yang dilakukan oleh sistem. Konservasi energi dalam tubuh dinyatakan bahwa perubahan cadangan energi dalam tubuh (energi makanan, lemak tubuh, dan kalor tubuh) sama dengan kalor yang hilang dari tubuh plus kerja yang dilakukan. Pernyataan ini merupakan hukum pertama termodinamika yang dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai berikut.

              ΔU = Q – W
ΔU = perubahan cadangan energi
Q = kalor total yang diserap oleh tubuh
W = kerja total yang dilakukan oleh tubuh.

Persamaan ini berlaku untuk sistem tertutup, dengan asumsi bahwa tidak ada makanan atau minuman yang masuk ke dalam tubuh, dan tidak ada feses atau urin yang dikeluarkan selama interval waktu tertentu. Persamaan ini juga berlaku untuk sistem terbuka jika kita menyatakan bahwa perubahan energi dalam yang disebabkan oleh kenaikan atau penurunan jumlah zat. Untuk sistem terisolasi, tidak ada kerja yang dilakukan dan tidak ada kalor yang masuk atau meninggalkan sistem, sehingga W = Q = 0, dan berarti bahwa:

ΔU = 0

Metabolisme dan Hukum Pertama Termodinamika

Apabila Anda melakukan kerja, seperti berjalan, berlari, atau mengangkat benda, maka Anda membutuhkan energi. Energi juga dibutuhkan untuk pertumbuhan, yaitu untuk membuat sel-sel baru dan mengganti sel-sel lama yang telah mati. Banyak proses perubahan bentuk energi yang terjadi dalam satu organisme, dan proses ini disebut sebagai metabolisme.

Metabolisme adalah istilah yang dipakai untuk mengidentifikasikan perubahan yang terjadi dalam kehidupan organisme yang bernyawa. Dalam arti luas, metabolisme sinonim dengan jumlah total reaksi kimia atau fisika yang diperlukan untuk kehidupan. Metabolisme juga dipakai dalam batasan untuk menunjukkan serangkaian reaksi dari tipe-tipe makanan (food stuff) atau derivatnya.

Terdapat perubahan bentuk energi berkelanjutan dalam tubuh ketika bekerja ataupun tidak. Kita dapat menerapkan hukum termodinamika pertama, ΔU = Q – W untuk semua organisme. Dimana ΔU adalah perubahan cadangan energi, Q adalah kalor yang hilang atau diperoleh , dan W adalah kerja yang dilakukan oleh tubuh dalam berbagai kegiatan. Jika hasilnya tidak berupa penurunan energi dalam tubuh (dan temperatur), energi harus ditambahkan untuk mengimbangi kekurangan energi. Energi dalam tubuh tidak dipertahankan oleh aliran kalor Q ke dalam tubuh. Biasanya, temperatur tubuh lebih tinggi dari lingkungannya, sehingga kalor mengalir keluar tubuh. Bahkan pada hari yang sangat panas ketika kalor diserap, tubuh tidak menggunakan kalor ini untuk menunjang proses vitalnya. Dengan demikian yang menjadi sumber energi adalah energi dalam (energi kimia) yang tersimpan dalam makanan. Pada sistem tertutup, energi dalam berubah hanya sebagai hasil aliran kalor atau kerja yang dilakukan.

Pada sistem terbuka, seperti hewan, energi dalam mengalir ke dalam atau keluar sistem. Ketika kita menyantap makanan, maka energi dalam masuk ke dalam tubuh kita, kemudian menaikkan energi dalam total U pada tubuh. Energi ini akhirnya dipakai untuk kerja dan aliran kalor dari tubuh menurut hukum pertama. Laju metabolisme adalah laju perubahan energi dalam pada tubuh menjadi kalor di dalam tubuh. Proses ini disebut sebagai laju metabolisme. Laju metabolisme dinyatakan dalam kJ/jam atau dalam J/s (watt). Laju metabolisme dapat mencapai nilai terendah 250-300 kJ/jam. Seseorang yang berjalan dengan tenang memiliki laju metobolisme sebesar 900 kJ/jam. Jika fisik seseorang tidak sehat, laju metabolism enya dapat mencapai 6000 kJ/jam atau lebih selama beberapa menit aktivitas berat.

Hukum Kedua Termodinamika

Hukum termodinamika pertama menyatakan kekekalan energi. Terdapat banyak proses yang mengubah energi, tetapi tidak tampak terjadi di alam. Sebagai contoh, ketika sebuah benda yang panas diletakkan bersentuhan dengan benda yang dingin, kalor mengalir dari panas ke dingin, tidak pernah sebaliknya secara spontan. Jika kalor meninggalkan benda yang dingin dan masuk ke yang panas, energi akan tetap bisa kekal. Proses ini tidak berlangsung secara spontan (maksudnya adalah dengan sendirinya tanpa masukan kerja dalam bentuk apapun). Sebagai contoh kedua, apa yang terjadi ketika Anda menjatuhkan batu dan menimpa tanah. Energi potensial awal batu berubah menjadi energi kinetik pada saat batu jatuh, dan ketika batu tersebut mengenai tanah, energi ini diubah menjadi energi dalam dari batu tersebut dan tanah di sekitar tempat jatuhnya; molekul-molekul bergerak lebih cepat dan temperatur sedikit naik. Pernahkan Anda melihat yang sebaliknya – sebuah batu dalam keadaan diam di tanah tiba-tiba naik ke udara karena energi termal molekul diubah menjadi energi kinetik batu sebagai satu kesatuan? Energi dapat kekal pada proses ini, tetapi kita tidak pernah melihatnya terjadi.

Terdapat banyak contoh lain dari proses yang terjadi di alam tetapi kebalikannya tidak pernah terjadi. Ada dua contoh yaitu (1) Jika Anda meletakkan selapis garam di sebuah botol dan menutupnya dengan selapis butiran merica yang ukurannya sama, ketika Anda mengocoknya, akan didapat campuran yang sempurna. Tentu campuran tersebut tidak akan berpisah menjadi dua lapisan lagi. (2) Cangkir kopi dan gelas akan pecah seketika jika Anda menjatuhkannya, tetapi pecahannya tidak akan bersatu kembali dengan sendirinya.

Hukum termodinamika pertama, kekekalan energi, tidak dilanggar jika proses-proses ini terjadi dengan sebaliknya. Untuk menjelaskan tidak adanya reversibilitas (bisa balik) para ilmuwan pada paruh abad kesembilan belas merumuskan prinsip baru yang dikenal sebagai hukum termodinamika kedua. Hukum ini merupakan pernyataan mengenai proses yang terjadi di alam. Hukum ini dapat dinyatakan dengan berbagai cara. Satu pernyataan yang dibuat oleh R.J.E Clausius (1822-1888) adalah : Kalor mengalir secara alami dari benda yang panas ke benda yang dingin. Karena pernyataan ini berlaku untuk satu proses tertentu, tidak jelas apakah dapat berlaku untuk proses yang lain. Diperlukan pernyataan yang lebih umum yang akan mencakup proses lain yang mungkin, dengan cara yang lebih nyata.

Pernyataan umum hukum kedua sebagian didasarkan pada studi mesin kalor. Mesin kalor adalah alat yang mengubah energi termal menjadi energi mekanik, seperti mesin uap dan mesin mobil. Kita sekarang meneliti mesin kalor, baik dari sudut pandang praktis maupun untuk menunjukkan kepentingannya dalam pengembangan hukum termodinamika kedua.

Entropi dan Hukum Kedua Termodinamika

Pada paruh abad kesembilan belas hukum termodinamika kedua dinyatakan secara umum, yaitu dalam besaran yang disebut entropi, diperkenalkan oleh Clausius pada tahun 1860-an. Entropi (tidak seperti kalor), merupakan fungsi keadaan sistem. Entropi dapat dianggap sebagai ukuran keteraturan atau ketidakteraturan sistem.

Ketika kita menangani entropi – seperti energi potensial – yang penting adalah perubahan entropi selama proses, bukan besar mutlaknya. Menurut Clausius, perubahan entropi S selama proses, ketika kalor sejumlah Q ditambahkan kepadanya dengan proses yang revesibel pada temperatur konstan, dinyatakan sebagai berikut:

            S = Q/T
T adalah temperatur (Kelvin)

Hukum termodinamika kedua dapat dinyatakan dalam entropi sebagai: entropi suatu sistem tertutup tidak pernah berkurang. Entropi tersebut hanya bisa tetap dan bertambah. Entropi bisa tetap sama hanya untuk proses ideal (reversibel). Untuk proses ril, perubahan entropi  S  lebih besar dari nol.

Jika sistem tidak terisolasi, maka perubahan entropi sistem S, ditambah perubahan entropi lingkungan S env, harus lebih besar dari satu sama dengan nol:

      S = Ss + Senv  lebih sama dengan nol

Hanya proses ideal yang mempunyai S = 0. Proses ril memiliki S > 0. Hal ini kemudian merupakan pernyataan umum hukum termodinamika kedua: 

Entropi total sistem plus perubahan entropi lingkungannya bertambah sebagai akibat dari proses alamiah.

Walaupun entropi suatu bagian alam semesta bisa menurun pada berbagai proses tertentu, entropi beberapa bagian yang lain dari alam semesta selalu bertambah dengan jumlah yang lebih besar, sehingga entropi total selalu bertambah.

Pada saat kita akhirnya mempunyai pernyataan umum kuantitatif mengenai hukum termodinamika kedua, kita bisa melihat bahwa hukum ini tidak biasa. Hukum ini berbeda cukup jauh dari hukum-hukum fisika lainnya, yang biasanya merupakan persamaan atau hukum kekekalan (seperti energi atau momentum). Hukum termodinamika kedua memperkenalkan besaran baru, entropi S, tetapi tidak memberitahu kita bahwa besaran tersebut kekal. Bahkan sebaliknya, entropi tidak kekal pada proses alamiah; entropi selalu bertambah terhadap waktu.

Problabilitas dan Hukum Kedua Termodinamika

Gagasan mengenai entropi dan ketidakteraturan diperjelas dengan menggunakan probabilistik keadaan molekul sistem. Pendekatan ini pertama kali dilakukan mendekati akhir abad kesembilan belas oleh Ludwig Boltzmann (1844-1906). Beliau membuat perbedaan keadaan molekul sistem. Perbedaan jelas antara “keadaan makro” dan “keadaan mikro” sebuah sistem. Keadaan mikro sistem akan dinyatakan ketika posisi dan kecepatan setiap partikel (atau molekul) diketahui. Keadaan makro sebuah sistem dinyatakan dengan memberikan sifat makroskopik sistem tersebut – temperatur, tekanan, jumlah mol, dan seterusnya. Pada kenyataannya, kita hanya dapat mengetahui keadaan makro sebuah sistem. Biasanya terdapat terlalu banyak molekul pada sebuah sistem untuk mengetahui kecepatan dan posisi masing-masing pada suatu saat tertentu. Penting untuk dikenali bahwa perbedaan besar dalam keadaan  mikro   dianggap sama dalam keadaan makro

Kita lihat contoh yang sederhana. Misalkan Anda secara berulang mengambil empat koin di tangan Anda dan menjatuhkannya di atas meja. Berapa banyak kepala dan ekor yang muncul pada satu lemparan koin sebagai keadaan makro dari sistem ini. Suatu pernyataan bahwa setiap koin sebagai kepala dan ekor berarti menyatakan keadaan mikro. Pada Tabel 2.1 kita lihat jumlah keadaan mikro yang berhubungan dengan setiap keadaan makro.

Tabel 2.1 Jumlah keadaan Mikro
Keadaan Makro Keadaan Mikro yang mungkin
(K = Kepala E = Ekor) Jmlh Kea-daan
Mikro

Asumsi dasar di balik pendekatan probabilitas ini bahwa setiap keadaan mikro mempunyai probabilitas yang sama. Dengan demikian jumlah keadaan mikro yang memberikan keadaan makro yang sama berhubungan dengan probabilitas relatif dari keadaan makro yang sedang terjadi. Keadaan makro dengan dua kepala dan dua ekor merupakan yang paling mungkin dalam kasus pelemparan empat koin ini; dari total 16 keadaan mikro yang mungkin, enam diantaranya sama dengan dua kepala dan dua ekor, sehingga probabilitas lemparan dua kepala dan dua ekor adalah 6 dari 16, ataua 25 persen. Probabilitas lemparan empat kepala hanya 1 dari 16, atau 16 persen. Tentu saja jika Anda melempar koin-koin tersebut 16 kali, Anda mungkin tidak mendapatkan bahwa dua kepala dan dua ekor muncul tepat 6 kali, atau kepala tepat empat kali. Angka-angka ini hanya merupakan probabilitas atau nilai rata-rata. Jika Anda melakukan 1600 lemparan, hampir 38 persen diantaranya berupa dua kepala dan dua ekor. Makin besar jumlah percobaan, makin dekat presentasi dengan probabilitas yang dihitung.

Jika kita mempertimbangkan melempar lebih banyak koin, katakanlah 100 pada saat yang sama, probabilitas relatif untuk melempar kepala seluruhnya (atau semua ekor) akan sangat berkurang. hanya ada satu keadaan mikro yang sama semua kepala. Untuk 99 kepala dan 1 ekor, ada 100 keadaan mikro karena setiap koin mungkin merupakan ekor tersebut. Probabilitas relatif untuk keadaan makro yang lain diberikan pada Tabel 2.2. Terdapat total sekitar 1030 keadaan makro yang mungkin. Dengan demikian probabilitas relatif yang mungkin untuk mendapatkan semua kepala adalah 1 dalam 1030, suatu hal yang kemungkinannya sangat kecil. Probabilitas mendapatkan 50 kepala dan 50 ekor (lihat Tabel 2.2) adalah 1,0 x 1029/1030 = 0,10. Probabilitas mendapatkan antara 45 dan 55 kepala adalah 0,90.

Tabel 2.2 Probabilitas Berbagai Keadaan Makro

untuk 100 Lemparan Koin

Dengan demikian kita lihat dengan bertambahnya jumlah koin, probabilitas mendapatkan susunan yang paling teratur (semua kepala atau semua ekor) menjadi sangat tidak mungkin. Susunan yang paling tidak teratur (setengah kepala, setengah ekor) merupakan yang paling mungkin dan probabilitas mendapatkan presentase tertentu (katakanlah, 5 persen) dari susunan yang paling mungkin bertambah besar dengan bertambahnya jumlah koin. Sebagai contoh, keadaan yang paling mungkin untuk gas (katakanlah, udara di dalam ruangan) merupakan keadaan dimana molekul-molekul mengambil tempat seluruh ruangan dan bergerak secara acak; hal ini berhubungan dengan distribusi Maxwell. Di pihak lain susunan yang sangat teratur dari semua molekul yang ditempatkan di satu sudut ruangan dan semuanya bergerak dengan laju yang sama sangat tidak mungkin.

Dalam probabilitas, hukum termodinamika kedua – yang memberitahu kita bahwa entropi bertambah pada semua proses – berubah ke pernyataan bahwa proses-proses yang terjadi adalah yang paling mungkin. Hukum kedua dengan demikian menjadi pernyataan sepele, bagaimanapun, sekarang ada elemen tambahan. Hukum kedua dalam hubungannya dengan probabilitasnya tidak melarang penurunan entropi, melainkan hanya menyatakan bahwa probabilitasnya sangat kecil. Bukanlah tidak mungkin bahwa garam dan merica akan secara spontan berpisah menjadi lapisan-lapisan lagi, atau sebuah cangkir yang pecah akan bersatu kembali.

Sebuah danau membeku pada hari musim panas yang panas (yaitu, kalor mengalir keluar dari danau yang dingin ke lingkungan yang lebih hangat). Akan tetapi probabilitas peristiwa-peristiwa tersebut terjadi sangat kecil. Pada contoh koin, penambahan jumlah koin dari 4 menjadi 100 memperkecil secara drastis probabilitas simpangan yang besar dari susunan rata-rata, yakni yang paling mungkin. Pada sistem-sistem biasa, kita tidak berhadapan dengan 100 molekul, tetapi dengan molekul yang jumlahnya sangat banyak; pada 1 mol terdapat 6 x 1023 molekul. Dengan demikian probabilitas simpangan yang jauh dari rata-rata sangatlah kecil.

Evolusi Biologis dan Pertumbuhan

Suatu contoh yang menarik dari penambahan entropi berhubungan dengan evolusi biologis dan pertumbuhan organisme. Jelas, seorang manusia merupakan organisme yang sanagt teratur. Proses evolusi dari makromolekul awal dan bentuk sederhana dari kehidupan sampai Homo sapiens merupakan proses keteraturan yang bertambah. Demikian juga perkembangan individu dari satu sel menjadi orang dewasa merupakan proses bertambahnya keteraturan. Apakah proses-proses ini melanggar hukum termodinamika kedua? Tidak, pada proses evolusi dan pertumbuhan, dan bahkan selama kehidupan orang dewasa, hasil pembuangan dieliminasi. Molekul-molekul kecil yang tetap sebagai hasil metabolisme ini merupakan molekul-molekul sederhana tersebut menyatakan ketidakteraturan yang relatif lebih tinggi atau entropi. Memang, entropi total molekul yang dihasilkan oleh organisme selama proses evolusi dan pertumbuhan lebih besar dibanding penurunan entropi yang berhubungan dengan keteraturan individu yang tumbuh atau spesies yang berkembang.

Aspek lainnya dari hukum termodinamika kedua adalah bahwa hukum tersebut memberitahu kita mengenai arah proses. Jika Anda melihat sebuah film yang diputar mundur, Anda akan bisa mengatakan bahwa film itu diputar mundur. Karena Anda akan melihat kejadian yang aneh, seperti cangkir kopi yang pecah naik dari lantai dan tersusun kembali di meja, atau balon yang pecah menjadi satu lagi dan terisi oleh udara. Kita tahu bahwa hal-hal ini tidak terjadi di kehidupan nyata; hal-hal ini merupakan proses-proses dimana keteraturan bertambah – atau entropi berkurang. Hal-hal ini melanggar hukum termodinamika kedua. Ketika menonton sebuah film (atau membayangkan bahwa waktu dapat berjalan mundur), kita diberi pertunjukan terbaliknya waktu dengan melihat apakah entropi bertambah atau berkurang. Itu sebabnya, entropi disebut panah waktu, karena bisa memberitahu kita mengenai arah berjalannya waktu.

Baca lebih lengkap...

Renungan: PENYEBAB KESULITAN HIDUP

Kesulitan hidup dapat menimpa siapa saja. Kesulitan hidup banyak macamnya, seperti kesulitan dalam bidang ekonomi,sosial, kesehatan, dan sebagainya. Dikemukakan Syalabi dalam buku "25 Penyebab Kesulitan Hidup" bahwa kesulitan hidup yang kita hadapi mungkin karena beberapa penyebab sebagai berikut:
1. jauh dari hidayah dan dzikir
2. berzina
3. mengikuti syetan
4. sombong
5. bersaksi palsu
6. melakukan pemalsuan dan penipuan
7. riya dan nifak
8. durhaka terhadap kedua orang tua
9. bermuamalah dengan riba
10.iri dan dengki
11.pembatasan kelahiran
12.bakhil dan kikir
13.menuduh zina wanita-wania suci
14.ghibah (menggunjing) dan mengadu domba
15.khianat
16.menyakiti tetangga
17.berbuat zalim (aniaya)
18.fitnah
19.sumpah palsu
20.meninggalkan shalat berjamaah tanpa uzur
21.menghina dan merendahkan kaum muslimin
22.ingkar janji
23.menyebut-nyebut pemberian
24.berbuat zalim
25.meninggalkan pokok-pokok ajaran islam

Keduapuluhlima penyebab kesulitan hidup di atas, sebagai renungan bagi kita semua. Pada kesempatan lain mudah-mudahan dapat diuraikan satu persatu.

Wassalam,

Baca lebih lengkap...