Bayangkan anda tengah menjawab soalan peperiksaan. Tiba-tiba, waktu anda bukak kertas soalan peperiksaan anda, anda terjumpa soalan macam soalan dekat atas. Apa jawapan anda?
Rajah di atas menunjukkan empat watak karekter fiksyen, iaitu Goku (Dragonball), Mako (Avatar Korra), Superman dan Green Lantern. Kesemua mereka ini kelihatannya sedang memancarkan satu bentuk sinaran, dan soalan tersebut kemudiannya ditulis dengan berbunyi;
Dengan menggunakan Hukum Termodinamik Pertama, jelaskan mengapa anda tidak boleh melakukan perkara (seperti yang dilakukan oleh watak tersebut).
Sebelum kita pergi lebih jauh dan menyelidik detail setiap watak, mungkin elok kiranya kalau kita kenal terlebih dahulu apa bendanya Hukum Termodinamik Pertama ni, dan kenapa ia dikaitkan dengan situasi di atas?
Hukum Termodinamik Pertama
Hukum Termodinamik Pertama sebenarnya adalah satu bentuk olahan kepada idea Prinsip Keabadian Tenaga (Conservation of Energy). Menurut prinsip ini, tenaga tidak boleh dicipta mahupun dimusnahkan, dan ia hanyalah mampu berubah bentuk, dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Hukum Termodinamik Pertama bertindak dengan mengkhususkan ‘bentuk perubahan’ tenaga tersebut – perubahan tenaga dalaman (Internal Energy) terhasil akibat daripada perubahan tenaga haba (Heat Energy) dan juga kerja yang dilakukan oleh sistem tersebut (Work Done).
Kamehameha Goku
Sekarang, pergi kepada watak Goku dalam cerita Dragonball. Kamehameha merupakan salah satu nama serangan yang amat popular dalam cerita Dragonball. Ia merujuk kepada situasi dimana penyerang mengumpulkan tenaga dalaman, atau dipanggil Qi dalam dunia mereka. Tenaga dalaman yang dikumpul itu kemudiannya dilepaskan kepada pihak lawan, menghancurkan mereka sama sekali.
Konsep Qi dalam cerita Dragonball ini sebenarnya merujuk kepada konsep Qi dalam bangsa Cina, satu bentuk tenaga dalaman atau life force, ala-ala The Force dalam cerita Star Wars, dan ia merupakan sebahagian daripada tenaga alam semulajadi.
Ada teori peminat seperti teori The Film Theorists yang mengatakan bahawa qi dalam setiap watak Dragonball berfungsi menghasilkan plasma, yang merupakan salah satu keadaan jirim, selain pepejal, cecair dan gas. Dengan kemampatan plasma inilah yang kemudiannya menghasilkan satu bentuk tekanan tenaga plasma yang mampu dikawal, ia kemudian boleh dilancarkan kepada pihak musuh sebagai satu bentuk serangan untuk menewaskan mereka.
Jadi, apa kaitan serangan Kamehameha tadi dengan konsep Hukum Termodinamik Pertama? Menolak ketepi konsep Qi atau tenaga dalaman yang tidak mampu dibuktikan dengan sains, sebenarnya konsep serangan Kamehameha agak masuk akal kalau dijelaskan dengan Hukum Termodinamik Pertama. Hal ini adalah kerana, sewaktu Goku menggunakan teknik Kamehameha, tenaga dalamannya berkurang (perubahan pada ), dan pada masa yang sama, dia sedang melakukan kerja (perubahan pada ).
Jadi, mengambil Goku sebagai satu bentuk sistem termodinamik, Goku sebenarnya tidak melanggar Hukum Termodinamik Pertama (itu pun kalau betul Qi tu wujud lah). Hujah ini mungkin boleh dikuatkan dengan hakikat bahawa mereka yang mampu melakukan Kamehameha ini sebenarnya perlu makan jumlah kalori yang banyak, iaitu 18 kali ganda orang biasa (dalam 34 000 calories atau dalam lingkungan 142 juta Joule!)
Firebending Mako
Pergi pula kepada watak Mako, seorang firebender (dalam gambar merujuk kepada lightning bending) dari cerita Avatar Korra. Bending merujuk kepada kebolehan seseorang untuk mengawal elemen di sekelilingnya. Selalunya, orang yang mengawal perlu turut sama mempelajari skil dan teknik kawalan untuk membuat bending. Terdapat 4 jenis bending utama dalam Avatar, iaitu mengawal air, api, tanah dan udara.
Selain dari mampu mengawal elemen-elemen tersebut, satu kelebihan ada pada Avatar, yang diberi kebolehan mengawal kesemua elemen, ditambah dengan kelebihan mampu melakukan Energy Bending (sepertimana dalam pertarungan Ang dengan Fire Lord Ozai dalam episode terakhir Avatar). Justeru bolehlah dikatakan bahawa bending adalah konsep “mengawal” benda di sekeliling kita, dalam keadaan yang diluar batas kemampuan sains.
Melihat pula kepada keadaan Mako, dia merupakan seorang firebender yang mampu untuk mengawal kilat. Menurut Uncle Iroh sewaktu mengajar Putera Zuko teknik untuk melakukan lightning bending dalam Avatar, Uncle Iroh memberitahu bahawa “Di sekitar kita ada tenaga ying dan yang, tenaga positif, dan tenaga negatif. Hanya segelintir sahaja firebender yang mampu memisahkan kedua-dua tenaga ini, dan menghasilkan ketakseimbangan. Tenaga akan ingin kembali menjadi seimbang, dan pada detik tenaga positif dan tenaga negatif itu bertemu, ia akan menghasilkan kilat (lightning).”
Melihat kepada konsep yang diperkenalkan dalam siri Avatar ini, boleh dirumuskan bahawa ia tersasar dari Hukum Termodinamik Pertama. Hal ini adalah kerana dalam kes ini, “tenaga” dapat dipisahkan tanpa melalui apa-apa proses yang valid dalam sains. Perlu diingatkan bahawa dalam situasi kilat yang sebenar, anggaran purata tenaga yang dihasilkan oleh kilat adalah sebanyak lima billion Joule. Banyak tu!
Persamaan 
juga kelihatan dilanggar kerana tiada apa-apa perubahan pada tenaga dalaman berlaku (sekadar pemisahan tenaga) dan tiada pertambahan atau pengurangan tenaga haba terjadi. Jadi, tanpa berlaku perubahan pada tenaga dalaman dan tenaga haba, bagaimana kerja mampu dilakukan? (Dalam kes ini, kerja merujuk kepada pemecahan tenaga dan kebolehan mengawal aliran arus kilat)
Sinaran Haba Superman
Seterusnya, watak Superman. Melihat kepada gambar, Superman dilihat sedang mengeluarkan satu bentuk radiasi daripada matanya. Soalan pertama perlu ditanya adalah, radiasi apa yang dipancarkan tu?
Menurut laman web peminat Superman, Superman memiliki beberapa keupayaan istimewa dari matanya, antaranya adalah pancaran haba (heat vision) dan kebolehan penglihatan sinar-X (X-ray vision). Melihat kepada gambar, pancaran haba kelihatan lebih munasabah jika dibandingkan dengan sinaran-X, kerana Superman diketahui mampu memancarkan haba dan “menembak” pihak lawannya.
Asalnya, kuasa Superman hanyalah terdiri dari sinaran-X, di mana kebolehan mencairkan besi dalam kisah Superman dirujuk kepada “the heat of his X-ray”, tanpa ada apa-apa penerangan mengenai bagaimana ia mampu terhasil. Namun apabila kisah Superman berkembang, elemen saintifik dimasukkan ke dalam perbincangan, dengan pancaran haba diasingkan daripada sinaran-X.
Salah seorang penulis bagi siri Superman, Elliot S. Maggin cuba untuk menerangkan idea pancaran cahaya ini tanpa lari jauh dari Hukum Termodinamik Pertama, dalam novel Starwinds Howl. Menurut Elliot, pancaran haba Superman terhasil akibat dari kebolehan Superman untuk mengumpul dan menyimpan tenaga suria, dan ia kemudiannya dilepaskan dalam bentuk pancaran tertumpu (berkemungkinan dalam gelombang inframerah).
Melihat perkara ini hanya dari aspek Hukum Termodinamik Pertama (sebab konsep bagaimana nak stor tenaga suria tu sebenarnya agak gila), kuasa Superman juga sebenarnya tidak melanggar hukum keabadian tenaga. Sebaliknya, kalau difikirkan semula, kebolehupayaan Superman terhasil apabila dia mampu memanipulasi tenaga sewaktu dia mengumpul tenaga suria (haba, Q, diserap, jadi menambahkan tenaga dalaman, 
), dan dia kemudiannya mengeluarkan semula tenaga tersebut dalam bentuk haba (haba dibuang, tenaga dalaman berkurang).
Hmm. Patutlah Superman kena selalu pergi cas diri dia dekat Matahari. Eh, ke tu Ultraman?
Kuasa Cincin Green Lantern
Berlainan dengan ketiga-tiga watak sebelumnya, di mana mereka sama ada makhluk asing (Goku dan Superman adalah makhluk asing) dan hidup di dunia dimana manusia mampu mengawal elemen (Mako), Hal Jordan (Green Lantern dalam gambar) satu-satunya manusia tulen dalam rajah di atas. Justeru, sebagai manusia, pastinya sukar untuk dia bersaing dengan watak sebelumnya. Jadi apa kelebihan Hal?
Hal Jordan dikurniakan satu bentuk “cincin kuasa” yang menjadikan beliau salah seorang ahli kepada Green Lantern Corps, satu bentuk pasukan polis angkasa. Kesemua ahli dikenali sebagai Green Lantern, dan memiliki cincin mereka yang tersendiri. Cincin ini unik kerana ia mampu dikawal menggunakan “Tenaga Kemahuan”, salah satu entiti tenaga fiksion yang wujud dalam dunia DC. Selain dari warna hijau, terdapat warna-warna lain yang mewakili emosi berbeza, sebagai contoh Red Lantern yang terdiri dari emosi amarah.
Berbalik kepada bagaimana Hal Jordan mampu mengeluarkan pancaran cahaya dari cincinnya, menurut konsep yang digunapakai dalam tema Green Lantern, kuasa Green Lantern terhasil daripada cincinnya, yang dipanggil “Cincin Kuasa”.
Cincin Kuasa ini berfungsi dengan cara berikut: ia perlu dicaskan dari tenaga yang diberikan oleh Power Battery, satu bentuk bateri magis yang mampu memberikan Pure Energy kepada cincin tersebut. Tenaga itu kemudiannya mampu dimanipulasi oleh individu yang memakai cincin tersebut, bergantung kepada tenaga keinginan yang dia miliki, dan juga kreativitinya. Antara bentuk serangan yang mampu dilakukan dengan menggunakan kuasa cincin tersebut adalah tembakan tenaga (energy blast) dan juga pembentukan senjata (apa-apa senjata) yang boleh digunakan seperti pedang, pistol dan juga peluru berpandu.
Jadi, adakah cincin Green Lantern melanggar Hukum Termodinamik Pertama? Mengambilkira (secara mudah) kes bahawa cincin kuasa ini tak ubah seperti telefon bimbit yang perlu dicas untuk digunakan (walaupun sumber tenaganya agak merepek), ia kelihatannya seperti masih lagi tidak melanggar Hukum Termodinamik Pertama. Hakikat bahawa tenaga dalaman cincin tersebut (Internal Energy, ) yang mampu bertambah dan berkurang dan perlu sentiasa dicas mungkin menjadi titik tolak kenapa cincin tersebut agak scientifically logical.
Jadi Sebenarnya Boleh lah?
Eh kejap. Soalan tu suruh tulis kenapa kita tak boleh buat benda-benda macamtu, tapi kenapa jawapan dia jadi macam boleh pulak ni? Soalan salah ke?
Pertama sekali perlu difahamkan bahawa kesemua karakter tersebut merupakan karakter fiksyen yang mampu memanipulasi tenaga secara terus, sedangkan secara saintifiknya, kita manusia tidak mampu mengawal tenaga secara terus.
Selain itu, perkara yang perlu diberi perhatian adalah Hukum Tremodinamik Pertama hanya terpakai untuk satu sistem yang terasing (isolated system; system that cannot exchange either energy or matter outside the boundaries of the system).
Kalau dilihat kepada maksud sistem terasing itu, kesemua karakter kita sebenarnya memang melanggar Hukum Termodinamik Pertama, kerana perubahan tenaga mereka terhasil akibat daripada pertukaran tenaga antara dua sistem yang berbeza (Goku dengan makanan dia, Superman dengan Matahari, Power Ring dengan Battery).
Jadi jangan risau adik-adik, tiada hukum fizik yang dilanggar!
Reference:
“From Physics to Science Fiction.” C. A. Higgins (2016). Scientific Americana. https://blogs.scientificamerican.com/guest-blog/from-physics-to-science-fiction/
“Film Theory: What IS the Dragon Ball Z Kamehameha Wave?” The Film Theorists (2015). https://www.youtube.com/watch?v=Zq1aPOunsFA
“Green Lantern Ring.” DC Fandom. https://dc.fandom.com/wiki/Green_Lantern_Ring
“Is there a way to harness electricity from lightning?” Sarah Jensen (2015). MIT. https://engineering.mit.edu/engage/ask-an-engineer/is-there-a-way-to-harness-electricity-from-lightning/
“Photonucleic Effect.” Superman Wiki. https://superman.fandom.com/wiki/Photonucleic_Effect
“The Real Science Behind Superman’s Super Powers.” Ben Kendrick (2016). ScreenRant. https://screenrant.com/superman-powers-scientific-explanation/#:~:text=Since%20Superman’s%20powers%20are%20derived,as%20directed%20beams%20of%20focused
“Why can’t we extract electricity from lightning?”, Payam Adlparvar (2015). Independent. https://www.independent.co.uk/news/science/why-cant-we-extract-electricity-from-lightning-10162498.html
