Hukum Termodinamika 1

Dibuat Oleh : @Kel-K09, Nofiyanto(41618010023) , Galang dwi saputra(41618010024), Muhammad fikri adzkiya(41618010026)

Abstrak : Sebelum membahas hukum–hukum Termodinamika terlebih dahulu kita harus tahu apa itu termodinamika. Termodinamika merupakan ilmu yang mempelajari hubungan antara usaha dan kalor. Di dalam termodinamika kita mengenal adanya sistem dan lingkungan. Dalam termodinamika sistem diarttikan sebagai kumpulan dari benda – benda atau objek yang diteliti atau menjadi pusat perhatian kita sedangkan lingkungan diartikan sebagai benda atau objek yang berada di luar sistem. Batas ialah perantara antara siitem dan lingkungan. Daerah tempat Sistem dan lingkungan berada disebut semesta.

Pengertian Termodinamika

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani dimana Thermos yang artinya panas dan Dynamic yang artinya perubahan. Termodinamika adalah suatu ilmu yang menggambarkan usaha  untuk mengubah kalor (perpindahan energi yang disebabkan perbedaan suhu) menjadi energi serta sifat-sifat pendukungnya. Termodinamika berhubungan erat dengan fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika juga berhubungan dengan mekanika statik. Cabang ilmu fisika ini mempelajari suatu pertukaran energi dalam bentuk kalor dan kerja, sistem pembatas dan lingkungan. Aplikasi dan penerapan termodinamika bisa terjadi pada tubuh manusia, peristiwa meniup kopi panas, perkakas elektronik, Refrigerator, mobil, pembangkit listrik dan industri. 

http://www.informasi-pendidikan.com/2015/02/hukum-i-termodinamika.html

Seperti yang telah disebutkan di atas, Hukum – hukum Termodinamika membahas tentang kekekalan energi antara sistem dan lingkungan. Ada dua hukum dasar termodinamika, tetapi dalam artikel ini hanya akan dibahas hukum I Termodinamika. Hukum I termodinamika menyatakan bahwa "Jumlah kalor pada suatu sistem adalah sama dengan perubahan energi di dalam sistem tersebut ditambah dengan usaha yang dilakukan oleh sistem."Hubungan antara kalor dan lingkungan dalam hukum I Termodinamika seperti yang ditunjukkan pada gambar Diatas.  Energi dalam sistem adalah jumlah total semua energi molekul yang ada di dalam sistem. Apabila sistem melakukan usaha atau sistem memperoleh kalor dari lingkungan, maka energi dalam sistem akan naik. Sebaliknya energi dalam sistem akan berkurang jika sistem melakukan usaha terhadap lingkungan atau sistem memberi kalor pada lingkungan. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa perubahan energi dalam pada sistem tertutup merupakan selisih kalor yang diterima dengan usaha yang dilakukan sistem.

Rumus Hukum I Termodinamika

Secara matematis hukum I termodinamika dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = ∆U+W

Dengan ketentuan, jika:

Q(+) → sistem menerima kalor

OR → sistem melepas kalor

W(+) → sistem melakukan usaha

W(-) → sistem dikenai usaha

∆U(+) → terjadi penambahan energi dalam

∆U(-) → terjadi penurunan energi dalam

ΔU = Q − W

Keterangan :

ΔU = perubahan energi dalam (joule)

Q = kalor (joule)

W = usaha (joule)

Perjanjian pada hukum I Termodinamika

Rumus hukum I Termodinamika digunakan dengan perjanjian sebagai berikut :

1. Usaha (W) bernilai positif (+) jika sistem melakukan usaha

2. Usaha (W) bernilai negatif (-) jika sistem menerima usaha

3. Q bernilai negatif jika sistem melepas kalor

4. Q bernilai positif jika sistem menerima kalor

Sistem-Sistem Termodinamika

Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan sifat dari batasan dan arus benda, energi dan materi yang melaluinya. Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungannya, yakni sebagai berikut :

•  Sistem terbuka 

Sistem yang menyebabkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda (materi) dengan lingkungannya. Sistem terbuka ini meliputi peralatan yang melibatkan adanya suatu aliran massa kedalam atau keluar sistem seperti pada kompresor, turbin, nozel dan motor bakar. Sistem mesin motor bakar yaitu ruang didalam silinder mesin, dimana campuran bahan bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder, dan gas buang keluar sistem. Pada sistem terbuka ini, baik massa maupun energi bisa melintasi batas sistem yang sifatnya permeabel. Dengan demikian, pada sistem ini volume dari sistem tidak berubah sehingga disebut juga dengan control volume.

• Sistem tertutup

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang tertentu dimana massa ini tidak bisa melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam bentuk panas (heat) maupun usaha (work) bisa melintasi lapis batas sistem tersebut. Dalam sistem tertutup, walaupun massa tidak bisa berubah selama proses berlangsung, tapi volume bisa saja berubah disebabkan adanya lapis batas yang bisa bergerak (moving boundary) pada salah satu bagian dari lapis batas sistem tersebut. Contoh sistem tertutup yaitu suatu balon udara yang dipanaskan, dimana massa udara didalam balon tetap, tetapi volumenya berubah dan energi panas masuk kedalam masa udara didalam balon.

• Sistem terisolasi

Sistem terisolasi ialah sistem yang menyebabkan tidak terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos dan tabung gas yang terisolasi. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak bisa terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, walaupun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Di dalam termodinamika dikenal ada 5 proses yaitu :

1. Proses pada tekanan konstan (isobarik)
2. Proses pada volume konstan (isokhorik)
3. Proses pada temperatur konstan (isotermal)
4. Proses adiabatis reversibel (isentropi)
5. Proses polytropis.

Daftar Pustaka :

 FISIKA untuk SMA/MA kelas XI, Goris Seran Daton, dkk, Penerbit  Grasindo. 2007 (Di akses pada tanggal 28 september 2018)

GuruPendidikan.2004 .https://www.gurupendidikan.co.id/termodinamika-pengertian-prinsip-sistem-hukum-dan-rumus-beserta-contoh-soalnya-lengkap/ (Diakses pada tanggal 29 september 2018)

Agnezliuchan 2013. http://www.informasi-pendidikan.com/2015/02/hukum-i-termodinamika.html (Diakses pada tanggal 30 september 2018 )