TERMODINAMIKA 1

@J22-Almer
@J21-Gusti

TERMODINAMIKA 1

Termodinamika merupakan salah satu alat konseptual yang berguna dalam memahami sains. Paradigma utama termodinamika adalah kesemestaan hokum – hukumnya sehingga banyak kesimpulan fisik dapat diedukasi dari beberapa hukum termodinamika. Melalui hukum termodinamika dapat diketahui bahwa suatu proses kimia akan terjadi atau tidak mungkin terjadi pada kondisi tertentu, sehingga dapat menghemat banyak waktu dan biaya.

Pengertian

1.      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.

2.      Termokimia

Termokimia merupakan ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika.

Sistem – sistem termodinamika dan termokimia

1.      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. Perjanjian yang kita gunakan untuk menganalisis sistem yaitu :

a.     Untuk panas (Q) bernilai positif jika diberikan kepada sistem dan bernilai negatif bila keluar dari sistem

b.   Untuk usaha (W) bernilai positif jika keluar dari sistem dan bernilai negatif jika diberikan (masuk) kedalam sistem.

2.      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.

3.      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.

Hukum Termodinamika 1

Hukum termodinamika 1 menunjukkan hukum kekekalan energi.

“Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja”

Terdapat persamaan matematik yang menjelaskan hukum ini, yaitu:

Dimana adalah kalor/panas yang diterima/dilepas (J), adalah energi/usaha (J), dan adalah perubahan energi (J). J adalah satuan internasional untuk energi atau usaha, yaitu Joule. Dari persamaan tersebut dapat diketahui bahwa seluruh kalor yang diterima atau dilepas oleh benda akan dijadikan usaha ditambahkan dengan perubahan energi.

Hukum 2 Termodinamika

Hukum 2 termodinamika menunjukkan kondisi alami dari alur kalor suatu objek dengan sistem.

“Kalor mengalir secara alami dari benda yang panas ke benda yang dingin; kalor tidak akan mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas tanpa dilakukan usaha”

Hukum Termodinamika 3

“Entropi dari suatu kristal sempurna pada absolut nol adalah sama dengan nol,”

Proses-proses Termodinamika

Proses termodinamika terbagi menjadi empat macam, tergantung dari keadaan tekanan, volume, dan suhu saat terjadinya proses tersebut. Proses-proses tersebut umumnya digambarkan dalam diagram P-V, yaitu diagram yang menggambarkan tekanan (P) dan volume (V) saat proses terjadi. Ada dua hal penting yang harus diingat dari berbagai jenis proses-proses termodinamika, yaitu variabel yang berubah dan usaha yang dilakukan. Usaha yang terjadi pada suatu proses termodinamika dapat diketahui dengan menghitung luasan grafik P-V.

Isobarik

Isobarik adalah proses termodinamika yang tidak mengubah nilai tekanan sistem (). Nilai usaha dapat dihitung dengan persamaan berikut.

Dari rumus tersebut, diketahui juga bahwa apabila volume membesar (terjadi pemuaian) maka usaha bernilai positif, dan bila volume mengecil (terjadi penyusutan) maka usaha bernilai negatif.

Sumber gambar: figures.boundless-cdn.com

Isokhorik

Isokhorik adalah proses termodinamika yang tidak mengubah nilai volume sistem (). Pada proses ini, nilai usaha adalah 0 karena tidak terdapat suatu luasan bangun yang terdapat pada gambar P-V.

Sumber gambar: cft.fis.uc.pt

Isotermik

Isotermik adalah proses termodinamika yang tidak mengubah nilai suhu sistem ().


DAFTAR PUSTAKA

 https://www.studiobelajar.com/termodinamika/

http://thermo-desty.blogspot.com/2015/03/sistem-dan-lingkungan-termodinamika.html