Memahami Termodinamika

 Oleh : Adilah Nur Imani (@T31-Adilah)

1. Abstrak

                Dalam kehidupan sehari-hari kita sering bersentuhan dengan energi. Di rumah, kantor, dan lingkungan kita, kita juga selalu bersentuhan dengan penggunaan energi. Contohnya energi listrik yang sering kita gunakan. Tentunya ilmu termodinamika berhubungan dengan energi listrik tersebut. Ilmu termodinamika adalah ilmu tentang energi, sehingga kita dapat mengetahui mengenai prinsip-prinsip penting bagaimana energi itu dibangkitkan, bagaimana energi itu keluar dan masuk, dan bagaimana menjaga atau meningkatkan efisiensi dari sistem.

                Termodinamika adalah ilmu yang berurusan dengan panas, kerja, dan sifat-sifat zat yang berhubungan dengan panas dan kerja. Selain itu termodinamika juga merupakan ilmu yang menggambarkan usaha untuk mengubah kalor (perpindahan energi yang disebabkan perbedaan temperatur) menjadi energi serta sifat-sifat pendukungnya. (Warokka A., Boedi S.D. 2020).

Kata kunci : ilmu, termodinamika, energi, kalor.

 

2. Abstract

                In everyday life we are often in contact with energy. In our homes, offices, and our environtment, we are also always in touch with the use of energy. For example, electrical energy that we often use. Of course, the science of thermodynamics is related to electrical energy. The science of thermodynamics is the science of energy, so we can know about the important principles of how energy is generated, how it goes in and out, and how to maintain or improve the efficiency of the system.

                Thermodynamics is a science that deals with heat, work, and properties of matter related to heat and work. In addition, thermodynamics is also a science that describes the effort to convert heat (energy transfer due to temperature differences) into energy and its supporting properties. (Waroka A., Boedi S.D. 2020).

Keywords : science, thermodynamics, energy, heat.

 

3. Rumusan Masalah

1. Apa itu termodinamika?

2. Siapa yang menemukan hukum termodinamika?

3. Kapan ilmu termodinamika ditemukan?

4. Kenapa kehidupan manusia berhubungan dengan ilmu termodinamika?

5. Dimana saja ilmu termodinamika bisa diterapkan?

6. Bagaimana perubahan entalpi dan aplikasinya?

 

4. Tujuan

1. Menjelaskan mengenai pengertian, ruang lingkup, konsep, dan hukum-hukum ilmu termodinamika.

2. Mengetahui sejarah perkembangan termodinamika.

3. Mengetahui hubungan antara ilmu termodinamika dengan kehidupan manusia.

 

5. Pembahasan

                Menurut Hamid A.A (2007), bahwa termodinamika merupakan bagian dari cabang Fisika yang namanya termofisika (Thermal Physics). Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari hubungan anatara energi dan kerja dari suatu sistem. Termodinamika hanya mempelajari besaran-besaran yan berskala besar (makroskopis) dari sistem yang dapat diamati dan diukur dalam eksperimen. Besaran-besaran yang berskala kecil (makroskopis) dipelajari dalam Teori Kinetik Gas (Kinetic Theory of Gas) atau Fisika Statistik (Statistical Physics).

                Sejarah berkembangnya ilmu termodinamika berawal sejak manusia mulai memikirkan tentang panas. Pada abad ke-5 SM fulsuf Yunani Parmenides dalam puisinya yang konvesional berjudul On Nature. Kemudian pada abad 16 dan 17 ada Galileo Galilei yang menemukan termometer udara yang dilanjutkan oleh Aristoteles (350 SM) yang pertama kali melakukan percobaan tentang panas. Dia mengatakan bahwa panas adalah bagian dari materi atau materi tersusun dari panas. Kemudian setelah itu banyak ahli-ahli dan ilmuwan yang mengembangkan ilmu termodinamika ini. (Widoyo T. 2010).

                Dalam termodinamika kita sering mendengar istilah sistem dan lingkungan, sistem merupakan kumpulan benda-benda yang dapat diperhatikan sedangkan semua yang ada disekitar benda disebut dengan lingkungan. Sistem yang dapat dibagi menjadi 3 berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi, yaitu :

1. Sistem terisolasi

                Pada sistem ini tidak terjadi pertukaran panas, benda, atau kerja dengan lingkungan. Jika tidak ada energi dalam bentuk kalor yang dapat masuk atau keluar dari sistem, perubahan energi secara keseluruhan dalam sistem dan kandungan kalor adalah nol, contohnya adalah wadah terisolasi seperti tabung gas terisolasi.

2. Sistem tertutup

                Pada sistem ini terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup dimana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan.

3. Sistem terbuka

                Sistem dan lingkungan sekitar menjadi bebas berinteraksi dan berganti bentuk energi. (Khairunnisa M., dkk. 2014)    

Menurut Warokka A., Boedi S.D. (2020), bahwa prinsip termodinamika terangkum dalam ketiga hukumnya, yaitu :

1. Hukum termodinamika ke-0 : Berhubungan dengan kesetimbangan termal atau konsep temperatur.

2. Hukum termodinamika ke-1 : Berhubungan dengan konsep internal energy  dan prinsip kekekalan energi, bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan tapi hanya dapat diubah bentuknya. Di hukum I ini pula ditegaskan tentang perpindahan kalor dan perpindahan kerja dari sebuah sistem.

3. Hukum termodinamika ke-2 : Memperlihatkan arah perubahan alami distribusi energi dan memperkenalkan prinsip peningkatan entropi. Hukum ke-2 ini menjadi dasar dari analisa rekayasa untuk menentukan jumlah daya guna maksimum yang dapat diperoleh dari sumber energi tertentu.

                Perubahan entalpi dan aplikasinya, yaitu :

a. Perubahan Entalpi Pembentukan Standar (ΔH_f°)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa adalah kalor yang terlibat pada reaksi pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya diukur pada 1 atm, 298,15 K.

b. Perubahan Entalpi Penguraian Standar (ΔH_d°)

Reaksi penguraian adalah kebalikan dari reaksi pembentukan, yaitu penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya.

c. Perubahan Entalpi Pembakaran Standar, (ΔH_c°)

Entalpi pembakaran adalah kalor yang dilepaskan jika satu mol zat dibakar sempurna pada keadaan standar. Dalam ilmu kimia, pembakaran berarti mereaksikan suatu zat dengan oksigen.

                Banyak sekali terapan hukum-hukum termodinamika dalam berbagai bidang seperti ilmu lingkungan, otomotif, ilmu pangan, ilmu kimia, dan lain-lain. Adapun contoh dari aplikasi perubahan entalpi dikehidupan sehari-hari adalah :

1. Makanan sebagai bahan bakar

2. Bahan bakar fosil

3. Efek karbon dioksida

4. Sumber energy baru : Suatu alternative

5. Hidrogen sebagai bahan bakar

6. Pemanfaatan Batubara

 

6. Kesimpulan dan Saran

                Termodinamika diartikan sebagai ilmu yang mempelajari energi beserta perubahannya dan hubungan antara sifat-sifat (properties) fisis materi. Energi muncul dalam berbagai bentuk seperti energi listrik, energi magnet, energi yang digunakan untuk memanaskan air, memindahkan objek, dan lain sebagainya. Dalam termodinamika, kalor dan usaha merupakan dua bentuk energi yang paling banyak dan paling utama di pelajari. Sebaiknya kita sebagai manusia harus terus mengembangkan ilmu termodinamika ini karena ilmu termodinamika sangat erat kaitannya dengan manusia. Apalagi di zaman teknologi ini, kita harus bisa menyeimbangkan ilmu tersebut dengan kemajuan digital sehingga kehidupan manusia dapat berjalan dengan selaras.

 

Daftar Pustaka

Chris. 2021. Termodinamika Kuliah 1 – Pendahuluan dan Konsep Dasar. Dalam https://www.youtube.com/watch?v=g51j1GGCGDE&t=2715s. (diunduh pada 9 September 2021).

Hamid A.A. 2007. Kalor dan Termodinamika. Yogyakarta : UNY. Dalam http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/Diktat%20Termodinamika.pdf. (diunduh pada 9 September 2021).

Ismunandar. 2014. Kuliah Kimia Dasar I: Termodinamika: hukum I (lanjutan) dan hukum II. Bandung : ITB. Dalam https://www.youtube.com/watch?v=NilKh3R9Ayk&t=1150s. (diunduh pada 9 September 2021).

Khairunnisa M., dkk. 2014. Termodinamika. Aceh : Universitas Syiah Kuala. Dalam https://dokumen.tips/documents/makalah-termodinamika-566db4ea4ceb6.html.  (diunduh pada 9 September 2021).

Warokka A., Boedi S. 2020. Termodinamika Teknik. Manado : Sulut. Polimdo Press. Dalam http://repository.polimdo.ac.id/2136/1/TERMODINAMIKA%20TEKNIK.pdf. (diunduh pada 9 September 2021).

Widoyo T. 2010. History of Thermodynamics. Malang : UM. Dalam https://www.academia.edu/20369019/sejarah_termodinamika. (diunduh pada 9 September 2021).