TERMODINAMIKA

Disusun oleh:  @AROLVO, @P14-AHMAD, @p15-RUSDI

ABSTRAK

Semua mahluk hidup melakukan pekerjaan.Tumbuh-tumbuhan melakukan pekerjaan ketika mengangkat air dari akar ke cabang-cabang,hewan melakukan melakukan pekerjaan ketika berenang ,merayap, dan terbang.Kerja juga terjadi ketika pemompaan darah melalui pembuluh darah dalam tubuh dan pada pemompaan ion-ion melewati dinding sel .Semua kerja ini diperoleh dari pengeluaran energy kimia yang disimpan dalam makanan yang dikonsumsi oleh mahluk hidup. Termodinamika berasal dari dua kata yaitu thermal (yang berkenaan dengan panas) dan dinamika (yang berkenaan dengan pergerakan).Termodinamika adalah kajian mengenai hubungan,panas, kerja, dan energy dan secara khusus perubahan panas menjadi kerja.

Pendahuluan

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana hubungan termodinamika berasal.

Pada sistem tempat terjadinya proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena itu, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang, yang mana konsep utamanya adalah proses kuasistatik, yang diidealkan. Sementara itu, termodinamika bergantung-waktu adalah termodinamika tak-setimbang.

Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik.

Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti.

PEMBAHASAN

Hukum Dasar Termodinamika

Terdapat tiga Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:

• Hukum Pertama Termodinamika
  
  

Hukum yang sama juga terkait dengan kasus kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup, sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem. Hukum ini dapat diuraikan menjadi beberapa proses, yaitu proses dengan Isokhorik, Isotermik, Isobarik, dan juga adiabatik.

• Hukum kedua Termodinamika
  
  

Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Tidak ada bunyi untuk hukum kedua termodinamika yang ada hanyalah pernyataan kenyataan eksperimental yang dikeluarkan oleh kelvin-plank dan clausius.
Pernyataan clausius: tidak mungkin suatu sistem apapun bekerja sedemikian rupa sehingga hasil satu-satunya adalah perpindahan energi sebagai panas dari sistem dengan temperatur tertentu ke sistem dengan temperatur yang lebih tinggi.
Pernyataan kelvin-planck: tidak mungkin suatu sistem beroperasi dalam siklus termodinamika dan memberikan sejumlah netto kerja kesekeliling sambil menerima energi panas dari satu reservoir termal.(sumber Fundamentals of engineering thermodynamics (Moran J., Shapiro N.M. – 6th ed. – 2007 – Wiley) Bab5).
Total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya hal ini disebut dengan prinsip kenaikan entropi” merupakan korolari dari kedua pernyataan diatas (analisis Hukum kedua termodinamika untuk proses dengan menggunakan sifat entropi)(sumber Fundamentals of engineering thermodynamics (Moran J., Shapiro N.M. – 6th ed. – 2007 – Wiley) Bab6).

• Hukum ketiga Termodinamika
  
  

Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

Jenis-Jenis Proses Termodinamika

 W = F × Δs . Jika F = P × A, maka W = P × A × Δs.

Dan jika   , maka persamaannya menjadi seperti berkut.

W = P × ΔV               atau                W = P (V₂ – V₁)

Keterangan:

W : usaha (J)
P : tekanan tetap (N/m²)
V₁ : volume awal (m³)
V₂ : volume akhir (m³)

Gas dalam ruang tertutup dapat mengalami beberapa proses yaitu proses isobarik, proses isokorik, proses isotermis, dan proses adiabatik.

Proses Isobarik

Proses yang berlangsung pada tekanan tetap dinamakan proses isobarik. Bila volume gas bertambah, berarti gas melakukan usaha atau usaha gas positif (proses ekspansi). Jika volume gas berkurang, berarti pada gas dilakukan usaha atau usaha gas negatif (proses kompresi). Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses isobarik besarnya sebagai berikut.

W = p × ΔV atau W = p (V2 – V1)

Proses Isotermal

Proses isotermal adalah proses yang dialami gas pada suhu tetap. Usaha yang dilakukan gas pada proses ini tidak dapat dihitung dengan persamaan W = p × ΔV .

Proses Isokorik

Proses isokorik adalah proses yang dialami oleh gas di mana gas tidak mengalami perubahan volume atau volume tetap ( ΔV = 0 ). Oleh karena itu, usaha yang dilakukan gas pada proses isokorik adalah nol (W = p x 0  =0).

 Proses Adiabatik

Pada proses isobarik, isotermal, dan isokorik dipengaruhi oleh lingkungan yaitu menerima atau melepaskan kalor. Proses adiabatik merupakan proses yang tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem (gas) ke lingkungan (ΔQ = 0) . Hal ini dapat terjadi apabila terdapat sekat yang tidak menghantarkan kalor atau prosesnya berlangsung cepat. Pada proses adiabatik berlaku rumus Poison.

  Siklus Termodinamika

1.  Siklus Reversible

Menurut Wiendartun (2019) Sebuah proses dimana perubahan dalam arah sebaliknya, akan membalik proses seutuhnya, dikenal dengan proses reversible. Sebagai contoh, jika selama proses termodinamika dari keadaan 1 ke 2, kerja yang dilakukan oleh gas adalah W1-2, dan kalor yang diserap adalah Q1-2, kita akan membawa sistem kembali dari keadaan 2 ke 1, proses disebut reversible. Pada proses reversible seharusnya tidak ada kerugian panas karena gesekan, radiasi atau konduksi, dsb. Siklus akan reversible jika semua proses yang membentuk siklus adalah reversible. Maka pada siklus reversible, kondisi awal dicapai kembali pada akhir siklus.

2.      Siklus Irreversible

Sebagaimana telah disebut di atas bahwa jika perubahan dalam arah sebaliknya, akan membalik proses seutuhnya disebut sebagai proses reversible. Tetapi jika perubahan tidak membalik proses, maka disebut irreversible. Pada proses irreversible, terjadi kerugian panas karena gesekan, radiasi atau konduksi. Dalam keadaan di lapangan, sebagian besar adalah proses irreversible. Penyebab utama irreversible adalah gesekan mekanik dan fluida, ekspansi tak tertahan, perpindahan panas dengan perbedaan temperatur tertentu. Lebih jauh, gesekan akan merubah kerja mekanik menjadi panas. Panas ini tidak bisa dirubah kembali dalam jumlah yang sama ke dalam kerja mekanik. Sehingga jika ada gesekan di dalam proses maka proses adalah irreversible. Sebuah siklus adalah irreversible jika ada proses irreversible pada proses-proses siklus tersebut. Maka pada siklus irreversible kondisi awal tidak didapati pada akhir siklus.

    kalor Jenis

Menurut Halliday (1985), perbandingan banyaknya tenaga kalor (∆Q) yang dibekalkan kepada sebuah benda untuk menaikan temperaturnya sebanyak ∆T dinamakan kapasitas kalor (c) dari benda tersebut yakni :

Q = m.c.ΔT

Keterangan :

• Q   = banyak kalor yang diterima ataupun dilepas oleh suatu benda ( J )
• m  = massa benda yang menerima ataupun melepas kalor ( kg )
• c    = kalor jenis zat ( J/kg⁰C )
• ΔT = perubahan suhu ( ⁰C )

 c = Kapasitas Kalor = 

Kalor jenis adalah jumlah energi yang dipindahkan dari suatu benda atau tubuh ke benda lain .akibat dari suatu perbedaan suhu diantara benda atau tubuh tersebut. Kalor dinyatakan dalam satuan energi joule (J) menurut satuan SI. Kalor umumnya dinyatakan dalam satuan kalori (kkal), yaitu satu kalori adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 gram air sebanyak 1 derajat celcius pada suhu kamar  (293^oK).

 
IV.              Kesimpulan dan Saran

1.      Hukum Termodinamika dilakukan dalam empat proses, yaitu isotermal, isokhorik, isobarik, dan proses adiabatik.

  DAFTAR PUSTAKA

http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/195708071982112-WIENDARTUN/ThermoMklh-1.pdf

https://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamika

https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/pengertian-termodinamika-lengkap/#targetText=Hukum%20ketiga%20Termodinamika&targetText=Hukum%20ini%20menyatakan%20

http://fisikazone.com/proses-termodinamika/