MEMAHAMI KONSEP DASAR SISTEM DAN LINGKUNGAN DALAM TERMODINAMIKA

 Oleh : Rahel Gracia Listiadi (@T23-Rahel)

Gambar 1 : Thermodynamics (Sumber:byjus)

Abstrak

Tanpa disadari termodinamika cukup dekat dengan kehidupan sehari-hari. Termodinamika merupakan salah satu kajian dari ilmu kimia. Dalam termodinamika ilmu kimia ikut berperan penting. Termodinamika disebut sebagai ilmu yang mempelajari atau mengkaji transfer panas yang akan mempengaruhi materi. Mengetahui hal itu termodinamika memiliki kaitan yang erat dengan sistem dan lingkungan. Sistem dalam termodinamika berbeda dengan definisi sistem pada umumnya, begitu juga dengan lingkungan. Untuk bisa memahami serta menguasai termodinamika dibutuhkan pemahaman konsep dasar dari sistem dan lingkungan dalam termodinamika.

Kata Kunci : termodinamika, sistem, lingkungan

Abstract

Without realizing it, thermodynamics is quite close to everyday life. Thermodynamics is one of the studies of chemistry. In thermodynamics, chemistry plays an important role. Thermodynamics is referred to as the science that studies or studies the transfer of heat that will affect matter. Knowing that thermodynamics has a close relationship with the system and the environment. System in thermodynamics is different from the definition of a system in general, as well as the environment. To be able to understand and master thermodynamics requires an understanding of the basic concepts of systems and environments in thermodynamics.

Keywords : thermodynamics, system, environment.

Pendahuluan

Energi panas merupakan salah satu energi yang sangat sering bahkan selalu digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Energi panas atau dalam bahasa ilmiahnya disebut sebagai kalor menjadi kajian utama dalam termodinamika. Termodinamika diartikan sebagai ilmu yang mempelajari perubahan kalor menjadi bentuk energi lainnya. Dalam perubahan kalor menjadi energi lainnya ada beberapa konsep dasar yang terlibat dalam proses perubahan tersebut. Hal yang penting dalam proses perubahan tersebut ialah mengenai konsep sistem dan lingkungan dalam termodinamika.

Sistem memiliki definisi umum sebagai suatu tata cara dalam suatu kegiatan.  Sistem membutuhkan lingkungan dalam menerapkannya. Lingkungan berarti hal yang menjadi wadah atau yang mengelilingi sistem tersebut. Begitu juga dalam termodinamika, untuk dapat mengubah kalor menjadi energi lain dibutuhkan sistem dan lingkungan. 

Permasalahan  

1. Apa itu termodinamika dan hukum pertama termodinamika ?

2. Apa itu sistem dan lingkungan di dalam termodinamika?

3. Mengapa sistem dan lingkungan berperan penting dalam termodinamika?

4. Bagaimana sistem dan lingkungan bekerja dalam proses perubahan kalor di termodinamika?

5. Apa saja sistem yang berlaku dalam termodinamika?

Tujuan

1. Untuk mengetahui mengenai termodinamika dan hukum pertamanya.

2.Untuk mengetahui konsep dasar sistem dan lingkungan dalam termodinamika.

3.Untuk mengetahui alasan keterkaitan sistem dan lingkungan dalam termodinamika.

4.Untuk mempelajari peran sistem dan lingkungan dalam perubahan kalor.

5.Untuk mengetahui jenis sistem yang berlaku dalam termodinamika.

Pembahasan

Termodinamika bila diartikan secara kata termo memiliki arti panas sedangkan dinamika diartikan sebagai perubahan. Hal itu sudah cukup menjelaskan bahwa termodinamika sudah pasti berhubungan dengan perubahan panas. Tahir (2012) menyatakan bahwa pengertian termodinamika saat ini merupakan ilmu yang mengkaji semua aspek yang penting dan memiliki keterkaitan untuk mempengaruhi kondisi materi seperti panas, mekanik, gravitasi, permukaaan, listrik, magnetik, atomik, dan lain sebagainya.

Termodinamika memiliki suatu hukum dalam proses berlangsungnya suatu perubahan yaitu ada hukum pertama termodinamika yang menjembatani hubungan kerja yang dilakukan terhadap sistem dan kalor yang ditransfer ke dalam sistem. Antara kalor maupun kerja keduanya dapat menembus batas-batas dari sistem. Perubahan energi yang terjadi dalam proses termodinamika merupakan jumlah dari dua kontribusi ini. Secara umum, energi yang ditransfer dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya akan berubah menjadi bentuk lain. Hukum pertama dari termodinamika atau HPT memiliki sebuah persamaan yang penting untuk diingat.

∆U = q + w 

Berdasarkan hukum pertama dari termodinamika ada istilah sistem dalam berlangsungnya suatu perubahan. Hal ini cukup menjelaskan bahwa termodinamika memiliki kaitan dengan sistem dan lingkungan. Sistem merupakan bagian dari semesta baik nyata ataupun konspetual yang memiliki batas-batas tertentu. Sedangkan lingkungan dalam termodinamika diartikan sebagai semua yang berada di luar dari sistem.

Gambar 2 : Sistem Termodinamika (Sumber : Fisika Ceria )

Keberadaan sistem dan lingkungan dalam termodinamika menjadi dasar yang penting dikarenakan termodimanika bekerja dengan memanfaatkan sistem dan lingkungan untuk dapat mengubah kalor menjadi energi lain. Sistem merupakan tempat berlangsungnya reaksi termodinamika dan lingkungan semua yang berada di luar sistem. Sebagai contoh, cara kerja sebuah microwave. Makanan, panas dan segala sesuatu yang berada dalam microwave disebut sebagai sistem, sedangkan semua yang disekeliling microwave seperti meja yang menjadi alas dari microwave itulah lingkungan.

Menurut Tahir (2012) berdasarkan jenis pertukaran materi dan energi yang terjadi antara sistem dan lingkungan, sistem terdiri dari 

1. Sistem terisolasi : tidak terjadi pertukaran panas,benda, atau kerja dengan lingkungan.Contoh, dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi seperti tabung gas terisolasi.

 2. Sistem tertutup : terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja, atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya. Sifat pembatas tersebut terdiri dari : 

- Pembatas adiabatic, yaitu tidak memperbolehkan pertukaran panas. 

- Pembatas rigid, yaitu tidak memperbolehkan pertukaran kerja. 

3. Sistem terbuka : terjadi pertukaran energi (panas dan kerja ) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeable. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.

Kesimpulan

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.

Keberadaan termodinamika jarang disadari oleh sekitar, namun kenyataannya banyak hal yang melibatkan termodinamika baik itu dari suatu alat maupun cara kerjanya. Maka dari itu penting untuk memahami konsep dasar dari hal yang penting di termodinamika yaitu sistem dan lingkungan dalam termodinamika.

Daftar Pustaka

Fredy, Christian. 2021. Termodinamika Kuliah 1- Pendahuluan dan Konsep dasar. Kelas Pak Chris. Dalam  https://youtu.be/g51j1GGCGDE ( Diunduh pada 9 September 2021 )

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 (Diunduh pada 9 September 2021)

Tahir, Iqmal. 2012. Termodinamika Kimia ( Kimia Fisik 1 ). Yogyakarta. Universitas Gadjah Mada. Dalam https://iqmaltahir.files.wordpress.com/2018/11/iqmal-kf1-00b-pendahuluan-termodinamika.pdf ( Diunduh pada 9 September 2021 )