TERMODINAMIKA

 

 

Oleh: Sila Fikrianisah (@X36-Sila)

1.       Abstract

Termodinamika memiliki empat hukum yang berkaitan dengan kesetimbangan termal, kekekalan energi, alur kalor pada objek, dan kondisi temperatur nol absolut. Proses termodinamika itu sendiri adalah proses yang dialami oleh suatu sistem yang melibatkan perubahan energi akibat perubahan tekanan, volume, temperatur, atau perpindahan kalor.

Kata kunci: termodinamika, energi, kesetimbangan, kalor, tekanan, volume, temperature.

 

2.       Abstract

Thermodynamics has four laws relating to thermal equilibrium, the conservation of energy, the flow of heat in objects, and the condition of absolute zero temperature. The thermodynamic process itself is a process experienced by a system that involves changes in energy due to changes in pressure, volume, temperature, or heat transfer.

Keywords: thermodynamics, energy, equilibrium, heat, pressure, volume, temperature.

 

3.       Pendahuluan

Termodinamika merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang usaha untuk mengubah kalor menjadi energi. Cabang ilmu ini berkaitan erat dengan aliran energi panas dari satu benda ke benda lain, proses, dan akibat dari perpindahan energi tersebut. Salah satu contoh termodinamika, yang dapat kita temukan sehari-hari adalah kondensasi pada permukaan kaca yang dingin. Secara umum, termodinamika membahas bagaimana energi panas dapat mengalir dari satu medium ke medium lain, proses aliran energinya, dan akibat dari perpindahan energi tersebut. Variabel-variabel yang sangat diperhatikan dalam cabang ilmu ini adalah suhu, kalor, energi, tekanan, dan volume.

 

4.       Rumusan Masalah

1)      Apa saja system pada termodinamika?

2)      Apa hukum-hukum pada termodinamika?

  

5.       Tujuan

1)      Memahami prinsip termodinamika.

2)      Memahami hukum-hukum termodinamika.

 

6.       Pembahasan

 

         I.            Sistem dan Lingkungan

Sistem adalah objek yang sedang diamati yang artinya bisa segala hal, baik nyata maupun konseptual. Sedangkan Lingkungan adalah segala sesuatu yang berada di luar sistem. Kemudian, ada juga Batasan Sistem (Boundary System) yakni sesuatu yang membatasi antara Sistem dan Lingkungan.

System dibagi menjadi tiga

Sistem Terbuka

Sistem Terbuka adalah sistem dimana terjadi pertukaran massa dan kalor antara system dan lingkungan.  Contohnya adalah gelas berisi teh panas yang tidak ditutup. Kalor pada teh tersebut dapat dengan bebas berinteraksi dengan lingkungan tanpa adanya pembatas (Batasan Sistem), sehingga dapat terjadi pertukaran massa dan kalor antara air teh (Sistem) dengan segala sesuatu yang ada di sekitarnya (Lingkungan).

Sistem Tertutup

Sistem Tertutup adalah sistem dimana tidak terjadi pertukaran massa dan kalor antara system dan lingkungan. Contohnya, teh hangat yang hanya ditutup penutup gelas.

Sistem Tertutup Terisolasi.

Sama pengertiannya dengan system tertutup biasa, bedanya sistem tertutup terisolasi lebih kuat dan rapat disbanding system tertutup biasa. Contohnya, termos yang terbuat dari bahan yang sangat tebal dan tutupnya sangat rapat dan kedap udara.

 

 

       II.            Hukum Termodinamika

Hukum 0 Termodinamika

"Jika dua buah sistem mempunyai kesetimbangan termal dengan sistem ke-3, maka ketiganya akan mempunyai kesetimbangan termal satu sama lain."

Kesetimbangan termal adalah kondisi di mana suhu dari sistem-sistem yang terlibat adalah sama atau tidak ada kalor yang mengalir. Jadi, jika ada benda A dan benda B yang dikatakan mencapai kesetimbangan termal, artinya benda A dan benda B tersebut memiliki suhu yang sama dan tidak ada kalor yang mengalir di antara keduanya.

Kalor mengalir dari sistem bersuhu tinggi ke sistem bersuhu rendah. Oleh karena itu, jika suhu kedua sistem sama, maka kalor tidak akan mengalir di antara keduanya.

 

Hukum I Termodinamika

"Dalam sebuah sistem tertutup, perubahan energi dalam sistem tersebut akan sama dengan banyaknya kalor yang masuk ke dalam sistem dikurangi usaha yang dilakukan oleh sistem tersebut."

Atau secara matematis,

Hal-hal yang perlu diperhatikan,

ΔU bertanda positif (+) jika sistem mengalami kenaikan suhu dan bertanda negatif (-) jika sistem mengalami penurunan suhu.

Q bertanda positif (+) jika sistem menyerap kalor dan bertanda negatif (-) jika sistem melepas kalor.

W bertanda positif (+) jika sistem melakukan usaha dan bertanda negatif (-) jika sistem menerima usaha.

 

Hukum II Termodinamika

Hukum II Termodinamika dibagi menjadi dua, yaitu Hukum II Termodinamika tentang Arah Aliran Kalor dan Hukum II Termodinamika tentang Entropi.

Hukum II Termodinamika tentang Arah Aliran Kalor berbunyi:

"Kalor mengalir secara spontan (alamiah) dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya."

Sedangkan Hukum II Termodinamika tentang Entropi berbunyi:

"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."

 

Entropi adalah besaran yang menggambarkan tingkat keacakan sistem. Semakin acak benda maka benda akan semakin homogen (sejenis) dan entropinya akan semakin besar.

dalam termodinamika, ketika ada perbedaan suhu antara sistem yang terlibat, maka suhu system akan homogen (kesetimbangan termal).

 

     III.            Kesimpulan

Termodinamika membahas kalor dan usaha pada system dan lingkungan dengan menjalankan prinsip dan hukum-hukum termodinamika itu sendiri.

 

 

Daftar Pustaka

Ismunandar.2014. Kuliah Kimia Dasar I : Termodinamika: hukum I (lanjutan) dan hukum II di https://www.youtube.com/watch?v=NilKh3R9Ayk&t=1690s

Hidayat, Afia, Atep. Modul 2: termodinamika dan perubahan energi.

Swawikanti, Kenya. Jan 2022. Belajar Prinsip dan Hukum Termodinamika dari Termos di https://www.ruangguru.com/blog/hukum-dan-prinsip-termodinamika diakses tanggal 11 Sep 2022.