ILMU TERMODINAMIKA DAN PERUBAHAN ENERGI

 

Minggu, 11 September 2022

 

Oleh: Muhammad Himawan Ardiansyah (X18-Himawan)

Abstrak

Termodinamika ialah ilmu yang mempelajari perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain, aliran energi, dan kemampuan energi melakukan usaha. Hukum pertama termodinamika (prinsip kekekalan energi) memasukkan kalor sebagai mode perpindahan energi. Selanjutnya pada hukum kedua termodinamika bahwa aliran kalor memiliki arah, sehingga tidak semua proses di alam dapat dibalikkan. Energi merupakan kemampuan sistem untuk melakukan kerja. Saat terjadi kerja sejumlah energi akan dipindahkan dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Sehubungan dengan perpindahan energi, maka panas/kalor adalah energi yang berpindah akibat adanya perbedaan suhu.

Kata Kunci : Kimia, Termodinamika, Perubahan energi

Abstract

Thermodynamics is the study of energy changes from one form to another, the flow of energy, and the ability of energy to do work. The first law of thermodynamics (the principle of conservation of energy) includes heat as the mode of energy transfer. Furthermore, in the second law of thermodynamics that heat flow has a direction, so not all processes in nature can be reversed. Energy is the ability of a system to do work. When work occurs, a certain amount of energy will be transferred from the system to the surroundings or vice versa. In relation to energy transfer, heat is energy that is transferred due to a temperature difference.

Keywords: Chemistry, Thermodynamics, Energy changes

Pendahuluan

Termodinamika berasal dari Bahasa Yunani, yaitu thermos yang berarti panas, dan dynamic yang berarti perubahan. Termodinamika merupakan ilmu yang mempelajari hukum-hukum yang mengatur perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain dan kemampuan energi melakukan usaha. Termodinamika membahas tentang sistem kesetimbangan, yang dapat digunakan untuk mengetahui besarnya energi yang diperlukan untuk mengubah suatu sistem dari keadaan kesetimbangan. Energi sendiri adalah kemampuan sistem untuk melakukan kerja. Jenis energi yang dikenal adalah energi kimia, energi panas, energi potensial, energi potensial gravitasi dan energi kinetik.

 

 

Permasalahan

1)    Apa yang dimaksud dengan Ilmu Termodinamika dan Energi ?

2)    Jelaskan apa itu Termodinamika dan Perubahan Energinya?

Tujuan

1)      Untuk memahami apa itu Ilmu Termodinamika.

2)      Untuk memahami Perubahan Energi didalam Ilmu Termodinamika.

 

Pembahasan

 Termodinamika ialah ilmu yang mempelajari perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain, aliran energi, dan kemampuan energi melakukan usaha. Hukum pertama termodinamika (prinsip kekekalan energi) memasukkan kalor sebagai mode perpindahan energi. Selanjutnya pada hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa aliran kalor memiliki arah, sehingga tidak semua proses di alam dapat dibalikkan.

Termodinamika didasarkan pada dua hukum termodinamika, yaitu hukum termodinamika I dan II. Hukum Termodinamika I berkaitan dengan masalah pertukaran energi, sedangkan hukum termodinamika II berkaitan dengan arah pertukaran energi.

Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa kalor dan kerja mekanik dapat saling tukar antara sistem/zat dengan lingkungannya, maka sejumlah kerja mekanik dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah kalor, dan sebaliknya. Dikenal beberapa proses yang berlaku pada sistem yaitu proses isotermik, proses adiabatik, proses isokhorik, dan proses isobarik. Proses isotermik jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan (ΔT = 0). Proses adiabatik adalah proses termodinamika di mana kerja yang dilakukan oleh gas adalah murni berasal dari perubahan energi internalnya. Proses isokhorik, jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan. Proses isobarik, jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik.

Hukum II Termodinamika terkait dengan entropi, yang mengatakan bahwa entropi dari setiap sistem yang terisolasi selalu meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.

Hukum III termodinamika menyatakan bahwa entropi suatu sistem mendekati nilai konstan ketika suhu mendekati nol absolut.

 

Energi sendiri adalah kemampuan sistem untuk melakukan kerja. Jenis energi yang dikenal adalah energi kimia, energi panas, energi potensial, energi potensial gravitasi, dan energi kinetik. Perubahan energi yang dimaksud adalah bahwa energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain yang seringkali diikuti dengan perpindahan energi itu sendiri. Dalam hal ini pada suatu sistem dikenal adanya energi kinetik dan energi potensial.

-Energi kimia

Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Pada bahan pangan banyak menyimpan energi kimia yang sangat bermanfaat untuk tubuh kita. Energi kimia dalam bahan pangan bersumber dari energi matahari. Energi matahari berupa panas dan cahaya sangat diperlukan untuk proses fotosintesis pada tumbuhan, sehingga menghasilkan berbagai bahan pangan berupa biji-bijian, buah buahan, dan berbagai sayuran. Tanaman pangan kemudian dikonsumsi oleh manusia dan hewan. Tumbuhan dan hewan yang mati miliaran tahun yang lalu menghasilkan minyak bumi yang menjadi energi kimia yang berfungsi untuk menggerakkan kendaraan, alat–alat pabrik, ataupun kegiatan memasak.

-Energi potensial

Buah kelapa pada pohon menyimpan suatu energi yang disebut energi potensial sebagai adanya gaya tarik bumi, sehingga jatuhnya selalu ke pusat bumi. Energi potensial akibat gravitasi bumi disebut energi potensial gravitasi. Tetapi energi potensial yang dimiliki akibat pegas atau karet yang direnggangkan disebut energi potensial pegas. Baik energi potensial gravitasi ataupun energi potensial pegas merupakan energi akibat adanya perbedaan kedudukan dari keseimbangannya.

-Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki sistem karena sistem bergerak. Sedangkan energi potensial adalah energi yang dimiliki sistem karena posisi sistem. Jumlah energi kinetik dan energi potensial sistem merupakan energi dalam (internal) sistem atau energi mekanik.

-Energi panas

Energi panas didefinisikan sebagai jumlah dari energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh atom-atom dan molekul-molekul yang membentuk zat. Menurut teori kinetik-molekul, benda panas memiliki energi yang lebih besar dibandingkan dengan benda yang dingin. Jika kedua buah benda yang memiliki perbedaan suhu disentuhkan, maka sejumlah energi akan mengalir dari benda panas (bersuhu tinggi) ke benda yang dingin (suhunya lebih rendah).

Kesimpulan

Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya bahwa termodinamika ialah ilmu yang mempelajari perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain, aliran energi, dan kemampuan energi melakukan usaha. Perubahan energi yang dimaksud adalah bahwa energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain yang seringkali diikuti dengan perpindahan energi itu sendiri. Dikenal beberapa bentuk energi, yaitu, energi kimia, energi potensial, energi potensial gravitasi, energi potensial elastis, energi kinetik dan energi panas.

Daftar Pustaka

- Sulistyani, M.Si. , http://staffnew.uny.ac.id/upload/198001032009122001/pendidikan/6a-termodinamika.pdf

- Maesha Gusti Rianta ST., M.Sc , https://indonesiare.co.id/id/article/energi-dalam-kaidah-ilmu-termodinamika

- Dr. Lula Nadia, M.A., M.Si. , https://pustaka.ut.ac.id/lib/wp-content/uploads/pdfmk/PANG4112-M1.pdf

- https://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamika