TERMODINAMIKA : HUKUM I TERMODINAMIKA

 Oleh Listiyani (@T18-Listiyani)

ABSTRAK

Termodinamika adalah salah satu kajian ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara panas dan bentuk lain dari energi. Termodinamika memiliki beberapa hukum yang digunakan untuk mengetahui suatu proses kimia akan terjadi atau tidak mungkin terjadi pada kondisi tertentu. Salah satu hukum termodinamika, yaitu hukum pertama termodinamika. Hukum pertama termodinamika berkaitan dengan hukum kekekalan energi untuk sebuah system melakukan pertukaran energi dengan lingkungan. Penerapan hukum I termodinamika pada proses termodinamika dibagi menjadi 4, yaitu proses isokhor (volume tetap), proses isobar (tekanan tetap), proses isotermis (suhu tetap), dan proses adiabatik.

Kata Kunci : termodinamika, hukum I, energi, proses termodinamika, isokhor, isobar, isotermis, adiabatik

 

ABSTRACT

Thermodynamics is a branch of chemistry that studies the relationship between heat and other forms of energy. Thermodynamics has several laws that are used to determine whether a chemical process will occur or may not occur under certain conditions. One of the laws of thermodynamics, namely the first law of thermodynamics. The first law of thermodynamics relates to the law of conservation of energy for a system to exchange energy with its surroundings. The application of the first law of thermodynamics to thermodynamic processes is divided into 4, namely isochorous processes (fixed volume), isobaric processes (constant pressure), isothermic processes (fixed temperature), and adiabatic processes.

Key Words : thermodynamics, first law, energy, thermodynamic processes, isochor, isobars, isotherms, adiabatic

 

PENDAHULUAN

Menurut Danarwati (2017), Hukum I Termodinamika berkaitan dengan Hukum Kekekalan Energi untuk sebuah system yang sedang melakukan pertukaran energi dengan lingkungan dan memberikan hubungan antara kalor, energi, dan kerja (usaha). Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa untuk setiap proses, apabila kalor ditambahkan ke dalam system dan system melakukan usaha, maka akan terjadi perubahan energi dalam.

Hukum I Termodinamika berkaitan dengan proses Termodinamika. Proses tersebut adalah proses isokhor terjadi pada volume tetap, proses isobar terjadi pada tekanan tetap, proses isotermis terjadi pada suhu tetap, dan proes adiabatik (tidak ada pertukaran energi antara system dengan lingkungan.

 

RUMUSAN MASALAH

1.     Apa itu termodinamika?

2.     Bagaimana bunyi hukum petama termodinamika?

3.     Bagaimana penerapan hukum pertama termodinamika pada proses termodinamika?

 

TUJUAN

1.     Untuk mengetahui pengertian termodinamika.

2.     Untuk mengetahui bunyi hukum pertama termodinamika.

3.     Untuk mengetahui penerapan hukum pertama termodinamika pada proses termodinamika.

 

PEMBAHASAN

Menurut Danarwati (2017), termodinamika adalah ilmu yang mempelajari proses perpindahan energi sebagai kalor dan usaha antara sistem dan lingkungan.

Menurut Sulistyani (2015), termodinamika berasal dari bahasa Yunani, yaitu thermos yang berarti panas, dan dynamic yang berarti perubahan. Dalam termodinamika tidak terlepas dari masalah energi dan kerja. Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja. Sedangkan kerja adalah hasil kali antara gaya dan jarak. Termodinamika memiliki 3 hukum pokok yaitu hukum I, II, dan III.

Menurut Daryus (2019) Hukum pertama Termodinamika berbunyi: “Kalor dan kerja mekanik adalah bisa saling tukar”. Sesuai dengan hukum ini, maka sejumlah kerja mekanik dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah kalor, dan sebaliknya. Hukum ini bisa juga dinyatakan sebagai: “Energi tidak bisa dibuat atau dimusnahkan, namun bisa dirubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya”. Sesuai dengan hukum ini, energi yang diberikan oleh kalor mesti sama dengan kerja eksternal yang dilakukan, ditambah dengan perolehan energi dalam karena kenaikan temperatur.

∆U = Q + W  

Dengan :

∆U : perubahan energi dalam, Q : kalor yang diterima, W : usaha

Usaha (W) positif jika system melakukan energi dan negative jika usaha dilakukan pada system. Kalor (Q) positif jika system menerima kalor dan negative jika system melepas kalor.

Menurut Soebagyo dan Wanto (1979), penerapan Hukum Pertama Termodinamika pada proses Termodinamika dibedakan menjadi 4, yaitu :

1.     Volume Tetap (Isokhor)

Proses ini terjadi pada volume tetap. Dalam hal ini system tidak melakukan atau menerima. Usaha yang dilakukan system adalah 0 (W= 0). Berdasarkan Hukum I Termodinamika maka berlaku

∆U = Q -WàW=0

∆U = Q – 0

∆U = Q

2.     Tekanan Tetap (Isobar)

Proses perubahan system pada tekanan tetap. Kalor yang diberikan kepada system dengan tekanan tetap akan menambah volumenya.

Proses ini dinyatakan dengan persamaan berikut :

Q = ∆U + W

3.     Suhu Tetap (Isotermis)

Proses perubahan dengan keadaan suhu tetap (Q=0), usaha yang dilakukan sama dengan jumlah kalor yang diberikan.

∆U = 0

Pada proses isotermis berlaku persamaan berikut :

∆U = Q - W

0 = Q – W

Q = W

4.     Proses Adiabatik

Pada proses ini tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari system. Berdasarkan Hukum I Termodinamika diperoleh persamaan

∆U = Q – W à Q = 0

∆U = 0 - W

∆U = - W

 

KESIMPULAN

Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari proses perpindahan energi. Termodinamika memiliki tiga hukum pokok, yaitu hukum I, Hukum II, dan hukum III. Hukum I Termodinamika berkaitan dengan Hukum Kekekalan Energi yang berhubungan antara kalor, energi, dan kerja(usaha). Pada Hukum I Termodinamika ada empat proses, yaitu : proses isokhor, proses isobar, proses isotermis, dan proses adiabatik.

 

DAFTAR PUSTAKA

Ambiyar. 2009. Termodinamika. Padang : Universitas Negeri Padang Press. Dalam  http://repository.unp.ac.id/16098/1/Isi%20buku%20termodinamika%20ambiyar%20EDIT%20OK.pdf (Diunduh 11 September 2021)

Danarwati, Tri. 2017. Materi Belajar Siswa Aktif Fisika Kelas X Semester 2. Yogyakarta : SMK N 2 Depok.

Daryus, Asy’ari. 2019. Termodinamika Teknik Volume I. Jakarta : Universitas Darma Persada. Dalam https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/63509099/Termodinamika-Teknik-I-202020200602-11852-1dvgic3-with-cover-page-v2.pdf?Expires=1631418529&Signature=XJHnuLWEwbEhBuqRzk348Zh3h4KVaaWD6Zy4T6vVxGsfFaVXPApeX~aZiFkj5vC~0mZ5cExk2FBewBtyllfjl8maHHhFvjr6W7hcNbFoqE7FHuYScwmnGQDPkPoO6jHnz5W6e1UGpVNHKVeBHUl-Wg~XtiUGwe1xpOlYhUlWJ4o1jLVLGV0dpbo7fmnqLB7c0tCr7HLVOw7L-ghvLuuBRc9X1eOtWUX7FP0l~n-3OIF0ZppP7aE3voolLoxj-Ktm1QLwXDER4tkDcVi~IlNDvLKwRRPpdYv5vX1cLbYPRldWzSd5LdISKDDvcAABt2s~bC8Bw~UxbLD5kO-aS4EbAQ__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA (Diunduh 11 September 2021).

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

Hadisudarmo, Ikhsan. dan Suhardi, B.Sc. 1977. Azas-azas Teknik Kimia 1. Jakarta : Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan.

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)

Rusman. 2018. Gas & Termodinamika. Banda Aceh : Siyah Kuala University Press. Dalam iPusnas (Diunduh 9 September 2021)

Soebagyo, Arif. dan Wanto. 1979. Proses Industri Kimia 1. Jakarta : Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan.

Sulistyani. 2015. Termodinamika. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta. Dalam http://staffnew.uny.ac.id/upload/198001032009122001/pendidikan/6a-termodinamika.pdf  (Diunduh 11 September 2021)