Panas dan perpindahan energi sudah menjadi salah satu fokus yang didalami oleh industri. Keduanya merupakan aspek yang sangat diperhatikan baik dalam memastikan kinerja, kualitas beserta keamanan tetap terjaga. 

Setiap perangkat keras (hardware) tentunya memerlukan daya dan kinerja yang mumpuni agar dapat beroperasi. Namun, pada saat ini tuntutan berlebihan dalam sebuah perangkat saat ini semakin meningkat. Secara berangsur beban yang berlebihan dapat mempengaruhi bagaimana kita mendesain komponen beserta memastikan keselamatan dan optimalisasi sebuah perangkat.

Kita bisa lihat sendiri, beberapa contoh sederhananya pada Personal Computer (PC) dan smartphone modern kini dengan spesifikasi yang tinggi untuk memenuhi kebutuhan software dengan kinerja yang semakin besar, sebagai contoh rendering grafis, menjalankan software berat seperti Adobe, Blender, Laragon dan juga ketika memainkan video game berkapasitas besar mampu menimbulkan overheating pada perangkat.

Semakin besar daya (power) yang diperlukan untuk menjalankan sebuah aplikasi, semakin besar pula panas yang akan dihasilkan. Mengapa hal tersebut dapat terjadi?

Ini dikarenakan setiap konduktor (bahan penghantar listrik seperti tembaga, aluminium, atau jalur emas pada komponen) dan semikonduktor (chip CPU/GPU) secara alami memiliki hambatan (resistensi).

Ketika sebuah aplikasi berat dijalankan, perangkat akan menarik arus listrik dalam jumlah besar untuk memenuhi tuntutan daya tersebut. Saat arus listrik ini dipaksa mengalir melewati hambatan yang sudah ada di dalam komponen, terjadilah "gesekan" di tingkat elektron. "Gesekan" inilah yang mengubah energi listrik menjadi energi panas. Fenomena aliran listrik yang melewati hambatan menghasilkan panas inilah yang dikenal sebagai Efek Joule (Pemanasan Joule). 

Kawan UNDIRA, karena panas akibat Efek Joule ini tidak bisa dihilangkan, maka panas tersebut harus dikelola atau dipindahkan. Di sinilah kita memerlukan sistem yang mampu mengontrol suhu agar perangkat tidak mengalami overheat. Proses perancangan sistem inilah yang didasarkan pada ilmu Termodinamika.

Termodinamika merupakan salah satu studi dalam Teknik Mesin yang mempelajari tentang energi, panas, dan bagaimana peningkatan suhu dapat mempengaruhi performa mesin - termasuk bagaimana cara mengoptimalkan penyebaran panas yang dihasilkan oleh sebuah perangkat. Hal ini dapat dilakukan dengan pembuatan sistem yang dapat meregulasi suhu secara keseluruhan demi menjaga temperatur perangkat.

Berkaitan dengan ilmu Kekekalan Energi yang sekaligus berdampingan dengan prinsip Termodinamika, dijelaskan bahwa energi tidak dapat dibuat maupun dihilangkan. Energi pada dasarnya hanya dapat diubah kedalam bentuk lain maupun disalurkan. 

Secara praktik, Termodinamika sangat penting dalam proses merancang sebuah perangkat dan memilih komponen di dalamnya. Hal ini dilakukan untuk memastikan ketahanan perangkat agar bisa beroperasi dengan baik. Dengan begitu, kita bisa mencegah overheating (panas berlebih) yang dapat merusak performa perangkat dalam jangka panjang.

Salah satu penerapan Termodinamika modern dapat dilihat pada sistem penyebar panas di perangkat. Contoh sederhana adalah thermal paste yang membantu perpindahan panas secara konduksi. Selain itu, salah satu teknologi yang populer dikalangan Smartphone dalam menghindari overheating adalah Vapor Chamber, dengan menerapkan prinsip pendinginan berbasis uap yang didistribusikan secara merata tanpa merusak sistem perangkat.

Termodinamika kini telah menjadi bukti nyata dalam pengembangan perangkat dan riset dalam menjawab tantangan ketahanan perangkat modern, terutama dalam menangani panas internal yang dihasilkan komponen. 

Jika kawan UNDIRA tertarik pada dunia mesin dan pemeliharaan mesin, maka Teknik Mesin atau Teknik Elektro Universitas Dian Nusantara (UNDIRA) akan menjadi salah satu tujuan utama kawan UNDIRA. Dalam Program Studi teknik Mesin, kalian akan didorong untuk berinovasi dalam mencari solusi terbaik sekaligus aman untuk digunakan dalam jangka panjang. Dengan kurikulum yang ekstensif beserta praktikum dan fasilitas penunjang seperti lab fisika, Teknik Mesin UNDIRA siap meluluskan insinyur muda yang tidak hanya kompeten secara teoritis, namun juga praktis.

Sumber referensi: 

Hukum Termodinamika: Pengertian, Proses, Rumus, Formulasi, dan Penerapannya - Gramedia Blog

Teknologi pendingin apa yang biasa digunakan pada ponsel

(Danang Respati Wicaksono / Humas UNDIRA)