TERMODINAMIKA DAN HUKUM - HUKUMNYA OLEH : IWAN SETIAWAN (@V11-IWAN)

 

TERMODINAMIKA DAN HUKUM - HUKUMNYA 

OLEH : IWAN SETIAWAN (@V11-IWAN)

A. KONSEP DASAR TERMODINAMIKA

Menuru DRA. Hartatiek Dalam bukunya yang berjudul Termodinamika, Termodinamika didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan empiris yang berusaha mendapatkan rumusan dan kaitan-kaitan antara besaran fisis tertentu yang menggambarkan perilaku zat akibat pengaruh kalor. Dalam buku itu ditulis juga bahwa termodinamika adalah ilmu pengetahuan yang didasarkan pada eksperimen (empiris). Koordinat makroskopik yang digunakan untuk menggambarkan perilaku zat jumlahnya tidak besar, misal-nya tekanan, suhu, volume, dan komposisi. Koordinat ini memiliki ciri umum: (1) tidak menyangkut pengandaian khusus, (2) dapat diterima indera sacara langsung, dan (3) dapat diukur langsung.

Menurut Paken Pandiangan, S.Si, M.Si, dan Drs. Didi Teguh Chandra, M.Sc, ermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang membahas tentang hubungan antara energi panas dengan usaha. Seperti telah diketahui bahwa energi di alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk, misalnya energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnet, dan energi akibat gaya magnet. Drs. Didi Teguh Chandra, M.Sc Juga menulis kan bahwa Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa teknologi. Selain itu, energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi. (hukum termodinamika 1). Termodinamika banyak terjadi di dalam kehidupan sehari hari, contoh sederhana adalan Bumi yang menerima energy radiasi elektromagnetik matahari, energy tersebut terkonversi menjadi energy pana, gelombang laut, fotosintesis, dsb.

Dalam termodinamika didefinisikan sejumlah besaran fisika tertentu yang disebut koordinat sistem yaitu besaran-besaran makrokospik yang dapat menggambarkan keadaan kesetimbangan sistem, oleh karena itu disebut variabel keadaan (state variable) sistem. 8 koordinat itu adalah.

B. HUKUM TERMODINAMIKA 0 = KESETIMBANGAN THERMAL

” Jika 2 buah benda berada dalam kondisi kesetimbangan termal dengan benda yang ke 3, maka ketiga benda tersebut berada dalam kesetimbangan termal satu dengan lainnya”. Dikutif dari Djukarna.wordpress.com, djukarna Memberikan analogi Untuk lebih memahami tentang isi hukum ke 0 termodinamika, bunyi hukum ini dapat ditulis ulang dengan kata-kata yang lebih sederhana yaitu  Jika benda A mempunyai temperatur yang sama dengan benda B dan benda B mempunyai temperatur yang sama dengan benda C maka temperatur benda A akan sama dengan temperatur benda C atau disebut ketiga benda (benda A, B dan C) berada dalam kondisi kesetimbangan termal. Kondisi ini dapat digambarkan sebagai berikut:

 

C. HUKUM TERMODINAMIKA 1 = KEKEKALAN ENERGY

Dikutif dari http://file.upi.edu/ mengenai artikel termodinamika Karya Weindartun, Hukum termodinamika 1 terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem. Hukum pertama termodinamika adalah konservasi energi. Secara singkat, hukum tersebut menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi hanya dapat berubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lainnya.

Dalam artikel tersebut juga ditulis bahwa, Energi sestem (Es) adalah jumlah energi kinetik molekul-molekul system ( energi termal) dan energi potensial atom-atom dalam molekul (energi kimia). Energi Es bergantung pada keadaan system,berubah ketika keadaan berubah.Misalnya,perubahan isobaric pada gambar 11.4d, sumber panas meningkatkan energi termal system.Jika sumber panas adalah bagian dari lingkungan, energi Eε lingkungan juga berubah. Hukum pertama termodinamika mengatakan bahwa energi Eu semesta

Eu = Es + E.

Tidak berubah.Ini berarti, jika Es dan Eε adalah energi sistem dan lingkungan ketika sistem berada pada satu keadaan dan E’s dan E’ε adalah energi ketika sistem berada pada keadaan lain, maka

E’s + E’ε = Es + Eε atau (E’s – Es ) + ( E’ε - E ε )

Seperti sebelumnya, delta digunakan sebagai awalan yang berati “perbedaan dalam“ atau „perubahan dari“.Secara spesifik ∆ES adalah energi dari keadaan akhir sistem dikurangi energi dari keadaan awal,

∆ES = E’S – ES

Dan ∆ES adalah energi akhir lingkungan dikurangi energi awal

∆Eε = E’ε – Eε

Hubungan simbol-simbol persamaan ini dapat dituliskan

∆ES + ∆Eε = 0 atau ∆ES = - ∆Eε

HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA

 

D. HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA

Dalam Artikel termodinamika dari website http://file.upi.edu/ tentang termodinamika karya weindartun juga dijelaskan mengenai hukum termodinamika 2 bahwa Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Entropi adalah besaran yang menggambarkan tingkat keacakan sistem. Semakin acak benda maka benda akan semakin homogen (sejenis) dan entropinya akan semakin besar. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.

Hukum termodinamika 2 tentang arah aliran kalor menyatakan bahwa "Kalor mengalir secara spontan (alamiah) dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya."

Hukum Termodinamika 2 tentang entropi menyatakan bahwa "Dalam sebuah sistem tertutup, setiap proses termodinamika akan menghasilkan peurbahan entropi lebih besar dari 0 untuk proses irreversible, dan perubahan entropi sama dengan 0 untuk proses reversible."

 

 

Sumber :

Pandiangan, P., & Chandra, D. T. Tinjauan Ulang Termodinamika.

hukum ke nol termodinamika. djukarna.wordpress. (2012). Retrieved 14 March 2022, from https://djukarna.wordpress.com/tag/hukum-ke-nol-termodinamika/.

File.upi.edu. (2016). Retrieved 14 March 2022, from http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/195708071982112-WIENDARTUN/ThermoMklh-1.pdf.

Dra. Hartatiek M.Si. (2009). Paket Tutorial Termodinamika [Ebook]. Universitas Negeri Malang. Retrieved 14 March 2022, from.

Swawikanti, K. (2022). Belajar Prinsip dan Hukum Termodinamika dari Termos | Fisika Kelas 11. Ruangguru.com. Retrieved 14 March 2022, from https://www.ruangguru.com/blog/hukum-dan-prinsip-termodinamika#:~:text=Hukum%20II%20Termodinamika%20tentang%20Arah%20Aliran%20Kalor%20berbunyi%3A,secara%20spontan%20dalam%20arah%20kebalikannya.%22.