Oleh: Azzira Nayani Shafa (@X19-Azzira)
mind mapping azzira
Abstrak
Ilmu kimia sangat erat kaitannya dengan
kehidupan manusia. Terlebih lagi termodinamika. Dalam kehidupan sehari-hari
kita sering bersentuhan dengan energi. Di rumah, kantor, kampus, dan lingkungan
kita, kita juga selalu bersentuhan dengan penggunaan energi. Menurut Hamid
(2007) termodinamika dalam arti sempit merupakan salah satu ranting dari ilmu
alam, ilmu Thobi’ah atau fisika yang mempelajari materi yang ada dalam keadaan setimbang
terhadap perubahan temperatur, tekanan, volume dan komposisi kimia.
Kata kunci: termodinamika, sistem, lingkungan
Abstract
Chemical science is closely related to human
life. Even more so thermodynamics. In everyday life we often come into contact
with energy. In our homes, offices, campuses, and environments, we are also in
constant contact with energy use. According to Hamid (2007) thermodynamics in
the narrow sense is one of the branches of natural science, Thobi'ah science or
physics that studies matter that exists in a state of equilibrium against
changes in temperature, pressure, volume and chemical composition.
Keywords: thermodynamics, systems, environment
Pendahuluan
Menurut Afia Hidayat (2021) termodinamika
merupakan salah satu alat konseptual yang berguna dalam memahami sains. Titik
paradigma utama termodinamika adalah kesemestaan hukum-hukumnya. Termodinamika
bila diartikan secara kata termo memiliki arti panas sedangkan dinamika artikan
sebagai perubahan. Hal itu sudah cukup menjelaskan bahwa termodinamika sudah
pasti berhubungan dengan perubahan panas.
Rumusan masalah
- Apa yang dimaksud dengan hukum pertama dan kedua
pada termodinamika?
- Bagaimana bunyi dan persamaan hukum pertama
termodinamika?
- Apa itu sistem?
Tujuan
- Untuk mengetahui hukum I dan II termodinamika
- Untuk mengetahuhi bunyi hukum pertama
termodinamika
- Untuk mengetahui sistem
Pembahasan
Tahir (2012) menyatakan bahwa pengertian termodinamika
saat ini merupakan ilmu yang mengkaji semua aspek yang penting dan memiliki
ketertarikan untuk mempengaruhi kondisi materi seperti panas, mekanik,
gravitasi, permukaan, listrik, magnetik, atomik, dan lain sebagainya.
Hukum pada termodinamika pertama dan kedua di
rumuskan pada abad ke-19 oleh para ilmuwan mengenai peningkatan efesiensi mesin
uap. Bagaimanapun hukum ini merupakan
dasar seperti hukum fisika lainnya. Mereka membatasi efesiensi amuba atau ikan
paus seperti mereka membatasi efesiensi mobil atau tenaga nuklir tumbuhan.
Hukum Pertama Termodinamika
PJoule (1818-1878) merupakan seorang
ilmuwan yang pertama kali merumuskan hukum pertama termodinamika / hukum
kekekalan energi. Hukum ini menyatakan bahwa “energi tidak dapat diciptakan dan
tidak dapat dimusnahkan tetapi hanya dapat berubah dari bentuk yang satu ke
bentuk yang lainnya.”
Energi dalam suatu sistem gas dapat bertambah memiliki 2
cara, yaitu
- Ada kalor yang ditambahkan pada sistem
- Gas dilakukan usaha
Energi dalam suatu sistem gas dapat berkurang memiliki 2
cara, yaitu
- Kalor yang berkurang pada sistem
- Gas itu sedang menransfer energi ke suatu hal
lain di luar sistem sehingga gasnya berkurang energi yang ada didalamnya
Hukum termodinamika mengatakan energi dalam bisa berubah
lewat 2 cara, yaitu
- Kalor
- Usaha
Dalam sebuah sistem tertutup, perubahan energi
dalam sistem tersebut sama dengan banyaknya kalor yang masuk dikurangi dengan
usaha yang dilakukan sistem tersebut. Hukum pertama pada termodinamika memiliki
sebuah persamaan yang penting untuk diingat.
∆U
= Q-W
Keterangan:
∆U: Perubahan energi dalam sistem (J)
Q : Kalor yang di terima/dilepas sistem (J)
W : Usaha (J)
Berdasarkan hukum pertama dari termodinamika
ada istilah sistem dalam berlangsungnya suatu perubahan. Hal ini cukup
menjelaskan bahwa termodinamika memiliki kaitan dengan sistem dan lingkungan.
Hukum ini dapat diuraikan menjadi beberapa proses, yaitu proses dengan isokhorik, isotermik, isobarik dan juga
adiabatik.
Hukum Kedua Termodinamika
Hukum II pada termodinamika
tentang arah aliran kalor, bunyi hukum kedua menurut Clausius, “ Panas akan
mengalir dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih
rendah.” Misal:
a. 1. Mesin kalor
Ide dasar cara kerja mesin kalor merupakan
penerapan hukum kedua termodinamika.
Pada saat proses berlangsung, sebagian kalor akan di ubah menjadi kerja
atau usaha. Mesin kalor apat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu
mesin Carnot, mesin otto mesin diesel, dan mesin pendingin.
b. 2. Mesin pendingin
Mesin
pendingin ini merupakan kebalikan dari kerja mesin kalor. Yaitu jika pada mesin
kalor, kalor dipindahkan dari suhu tinggi ke suhu rendah. Maka, pada mesin
pendingin ini kalor dari lingkungan di pindahkan dari yang bersuhu rendah
menuju ke lingkungan bersuh tinggi.
c.
3. Entropi
Menurut termodinamika bahwa proses yang alami
cenderung bergerak menuju ke keadaan tidak teraturan yang lebih besar. Nah,
ukuran tidak teraturan ini di kenal dengan sistem entropi. Dimana entropi
merupakan besaran termodinamika yang menyerupai perubahan dari setiap keadaan,
dari keadaan awal hingga keadaan akhir sistem. Semakin tinggi entropi suatu
sistem menunjukkan sistem semakin tidak teratur. Apabila sejumlah kalor di
berikan pada suatu sistem dengan proses revesibel (dapat di balik arahnya) pada
suhu konstan, maka besarnya perubahan entropi sistem memenuhi persamaan:
∆S:
Q/T
Dimana:
∆S: Perubahan entalpi (J/K)
Q: Kalor yang di transfer pada proses reservibel (J)
T: Suhu mutlak (K)
SISTEM PADA TERMODINAMIKA
Sistem merupakan tempat berlangsungnya reaksi
termodinamika dan lingkungan semua yang berada di luar sistem. Keberadaan
sistem dan lingkungan dalam termodinamika menjadi dasar yang penting
dikarenakan termodinamika bekerja dengann memanfaatkan sistem dan lingkungan
untuk dapat mengubah kalor menjadi energi lain. Sebagai contoh, cara kerja
sebuah setrika. Panas dan segala sesuatu yang ada pada setrika disebut dengan
sistem, sedangkan semua yang disekeliling setrika seperti pakaian itulah
lingkungan. Dalam suatu sistem tertutup, perubahan energi dalam bisa berubah
kalau suhunya berubah. Jika suhunya tidak berubah maka energi dalamnya tidak
berubah.
Kesimpulan
Untuk mempelajari termodinamika kita harus melakukan kajian
terhadap hukum – hukum perubahan energi atau hukum-hukum termodinamika. Yang
memiliki arti perubahan dari bentuk energi yang satu menjadi energi yang lain.
Hal ini juga berkaitan dengan adanya energi yang di gunakan untuk melakukan
usaha atau kerja, serta adanya perpindahan kalor atau panas dari benda-benda
yang memiliki perbedaan suhu.
Termodinamika menjadi ilmu yang mengkaji semua aspek dalam
transfer panas yang mempengaruhi materi. Termodinamika juga melibatkan ilmu
kimia dalam kajiannya. Sistem dan lingkungan menjadi hal yang penting dalam
proses berlangsungnya termodinamika. Karena hal itu perlu memahamii konsep dasar
dari keberadaan sistem dan lingkungan dalam termodinamika.
Sistem menjadi tempat berlangsungnya termodinamika sedangkan
lingkungan semua yang berada diluar sistem. Dan termodinamika diketahui
memiliki flesibilitas antara sistem,batas dan lingkungan. Terdapat tiga sistem
yang berlaku dalam termodinamika yaitu sistem terisolasi, sistem tertutup dan
sistem terbuka. Semua sistem tersebut memiliki cara kerja yang berhubungan
dengan kalor dan lingkungan.
Kita ketahui, bahwa termodinamika merupakan fenomena yang sangat
dekat dengan kehidupan kita sehari-hari. Semoga dengan adanya artikel ini kita
mulai mulai berfikir lebih panjang dan lebih jauh lagi mengenai fenomena yang
ada di sekitar kita.
DAFTAR PUSTAKA
Hidayat, Atep Afia. 2021. Termodinamika dan Perubahan
Energi. Modul Kimia dan Pengetahuan Lingkungan Indusrti. Jakarta. Universitas
Mercu Buana.
Ismunandar. 2014. Kuliah Kimia Dasar 1 : Termodinamika Hukum
I (lanjutan) dan Hukum II. Institut Teknologi Bandung. Dalam
https://youtu.be/NilKh3R9Ayk
Cris. 2021. Termodinamika Kuliah 1 – Pendahuluan dan Konsep
Dasar. Dalam https://www.youtube.com/watch?v=X4Fue4vcZ2k .
Tahir, Ikmal. 2012. Termodinamika Kimia (Kimia Fisik 1)
Hukum Termodinamika Pertama. UGM. Dalam Microsoft PowerPoint - iqmal - kf1 -
04a - Energi dan Hukum Termodinamika ke satu [Compatibility Mode]
(wordpress.com)