HUKUM TERMODINAMIKA 1

 

HUKUM TERMODINAMIKA 1 DAN KAITANYA DENGAN SISTEM DAN LINGKUNGAN SERTA ENERGI DAN KERJA

Oleh : ADHITIYA PUTRA WARDHANA

(@Z01-ADHITIYA)

Abstrak

            Menurut (Noorly Evalina, 2019) bunyi hukum Termodinamika I adalah “Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya dapat diubah bentuknya saja”. Hukum pertama termodinamika adalah sebuah persamaan kekekalan energi yang menyatakan bahwa satu-satunnya jenis energi yang berubah dalam sistem adalah energi dalam. Dalam hal ini, tidak ada perpindahan energi berupa kalor dan usaha yang diberikan pada sistem bernilai nol, oleh sebab itu energi dalamnnya konstan. Sehingga dapat disimpulkan pada keadaan ini energi dalam bersifat tetap atau konstan.

Pendahuluan

            Termodinamika berasal dari Bahasa Yunani, yaitu thermos yang berarti panas, dan dynamic yang berarti perubahan. Sehingga termodinamika merupakan ilmu yang mempelajari hukum-hukum yang mengatur perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain, aliran, dan kemampuan energi melakukan usaha. Termodinamika membahas tentang sistem kesetimbangan (equilibrium), yang dapat digunakan untuk mengetahui besarnya energi yang diperlukan untuk mengubah suatu sistem dari keadaan kesetimbangan. Namun demikian, termodinamika tidak dapat digunakan untuk menentukan kecepatan perubahan yang terjadi selama proses saat sistem tidak berada dalam kesetimbangan. Sistem tersebut dapat berubah sebagai akibat dari keadaan lingkungan di sekitarnya. Materi sistem dalam termodinamika dapat menerima energi panas atau energi dalam bentuk yang berbeda-beda.

Rumusan Masalah

1. Jelaskan Definisi sistem dan lingkungan dalam konteks termodinamika!

2. Klasifikasi sistem (terbuka, tertutup, isolasi) dan karakteristik masing-masing!

3. Jelaskan konsep energi dan bentuk-bentuknya!

4. Jelaskan prinsip pelestarian energi!

5. Jelaskan konsep kerja dan hubungannya dengan energi!

Tujuan

Artikel ini bertujuan untuk mengetahui dan memahami hukum termodinamika I dan kaitanya dengan system dan lingkungan serta energi dan kerja.

Pembahasan

1. Definisi sistem dan lingkungan dalam konteks termodinamika

Menurut (Sari, 2015) termodinamika dikenal istilah sistem dan lingkungan. Sistem adalah kumpulan dari benda-benda atau apa saja yang diteliti atau diamati yang menjadi pusat perhatian. Sedangkan lingkungan adalah benda-benda yang berada diluar dari sistem tersebut. Dan sistem bersama dengan lingkungannya dinamakan dengan semesta atau universal. Batas adalah perantara dari sistem dan lingkungan. Contohnya : saat mengamati sebuah bejana yang berisi gas, yang dimaksud dengan sistem dari peninjauan itu adalah gas tersebut, sedangkan lingkungannya adalah bejana itu sendiri.

2. Klasifikasi system

            Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan, yaitu :

·       Sistem Terbuka :

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda (materi) dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Contohnya : saat merebus air.

·       Sistem Tertutup :

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Air pada gelas tertutup merupakan salah satu contoh sistem tertutup. Dimana terjadi pertukaran panas dan kerja tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan 

·       Sistem Terisolasi :

Sistem yang tidak mengakibatkan terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi.

3. Konsep Energi dan Bentuk nya

            Menurut  (Ferdinand Mangundap, 2011) Suatu sistem dikatakan mempunyai energi/tenaga, jika sistem tersebut mempunyaikemampuan untuk melakukan usaha. Besarnya energi suatu sistem sama dengan besarnyausaha yang mampu ditimbulkan oleh sistem tersebut. Oleh karena itu, satuan energi samadengan satuan usaha dan energi juga merupakan besaran scalar.

Bentuk energi :

·       Energi Potensial

energi yang dimiliki oleh bendatersebut karena kedudukan atau posisi benda tersebut, Jadi energi initersimpan dalam benda tersebut dan dapat dimanfaatkan jikadiperlukan.Sebuah pegas jika ditekan, kemudian dilepas maka pegas dapatmelempar kembali benda yang menekannya, karena pegas punya energipotensial. Energi kimia yang terdapat pada bahan bakar termasuk energipotensial, karena jika dimanfaatkan bahan bakar dapat menggerakkankendaraan, sehingga kendaraan punya energi kinetic. 

·       Energi kinetik

energi yang dimiliki oleh suatu benda karena benda tersebut bergerak, atau dengan kata lain benda tersebut mempunyai kecepatan. Jika anda melempar batu kecil kearah depan, maka batutersebut akan lepas dari tangan anda dengan kecepatan tertentu. Batuyang anda lempar dengan kecepatan tertentu ini memiliki energi, danbatu tersebut dapat melakukan usaha dengan menabrak sasaran didepannya. Energi yang dimiliki oleh batu karena kecepatannya disebut energi kinetik .

·       Energi Internal

pengukuran makroskopik dari energi molekuler, atomic, dan subatomic, yang semuanya mengikuti kaidah konservasi mikroskopik tertentu. Karena tidak ada peralatan untuk mengukur energi internal secara langsung pada skala makroskopik, energi internal harus dihitung dari variabel tertentu lainnya yang dapat diukur secara makroskopik, seperti tekanan, volume, suhu, dan komposisi.

4. prinsip pelestarian energi

            Menurut (Siregar, 2017) pelestarian energi atau any behavior that results in the use of less energy adalah setiap perilaku yang pada akhirnya mengonsumsi energi lebih sedikit. Konservasi energi difokuskan pada perilaku manusia pengguna energi. Namun, pengurangan konsumsi energi itu harus dilakukan dengan cara-cara rasional tanpa mengurangi penggunaan energi yang memang benar-benar diperlukan; atau tanpa mengurangi keselamatan, kenyamanan dan produktivitas. Konservasi energi bisa dilakukan mulai dari yang tanpa biaya hingga butuh biaya besar.

5. konsep kerja dan hubungannya dengan energi

Kerja (W) yang dilakukan oleh sebuah gaya pada suatu benda merupakan kemampuan gaya untuk memindahkan benda pada jarak tertentu. Gaya yang melakukan kerja adalah komponen gaya yang searah dengan arah gerak benda.

Energi selalu berhubungan dengan usaha. Secara sederhana energi dapat didefinisikan sebagai besaran yang menunjukkan kemampuan melakukan kerja atau usaha. Melepaskan energi berarti melakukan usaha dan melakukan usaha pada sesuatu berarti menambah energi pada sesuatu itu.  Oleh karena itu energi dan usaha sebenarnya adalah konsep yang sama dan sebanding dengan satuan joule (satu joule didefinisikan sebagai kemampuan untuk melepaskan satu Newton gaya sejauh satu meter). Konsep energi dan usaha digunakan untuk mengetahui keadaan gerak suatu benda akibat pengaruh luar (gaya).

Kesimpulan

            Berdasarkan uraian artikel diatas dapat disimpulkan bahwa hukum termodinamika I menyatakan energi dalam suatu sistem isolasi adalah tetap. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, melainkan hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Daftar Pustaka

Dr. Lula Nadia, M. M. (2020). Termodinamika. Retrieved from pustaka.ut.ac.id: https://pustaka.ut.ac.id/lib/wp-content/uploads/pdfmk/PANG4112-M1.pdf

Drs. Munasir, M. (2004). Energi Kinetik dan Energi Potensial. Retrieved from www.academia.edu: https://www.academia.edu/10399695/Energi_Kinetik_dan_Energi_Potensial

Ferdinand Mangundap, Y. S. (2011). AZAS TEKNIK KIMIA II. Retrieved from andikachibi.blogspot.com: https://andikachibi.blogspot.com/2011/03/energi-internal.html

Hastuti, W. S. (2008). KERJA DAN ENERGI. Retrieved from staffnew.uny.ac.id/upload: https://staffnew.uny.ac.id/upload/132312679/pendidikan/KERJA+DAN+ENERGI+(PERT+2).pdf

Noorly Evalina, M. K. (2019). PEMANFAATKAN BAHAN BAKAR SAMPAH PLASTIK DENGAN MENGGUNAKAN PEMBANGKIT LISTRIK HOT AIR STIRLING ENGINE. Retrieved from https://r.search.yahoo.com/_ylt=Awr1Sh5jVGFlQQwhlz7LQwx.;_ylu=Y29sbwNzZzMEcG9zAzYEdnRpZAMEc2VjA3Ny/RV=2/RE=1700906212/RO=10/RU=https%3a%2f%2fjurnal.uisu.ac.id%2findex.php%2fsemnastek%2farticle%2fdownload%2f1357%2f1050/RK=2/RS=0vdIffAvndiQdsT77zysoD7_9zM-

Sari, D. P. (2015). Thermodinamics. Retrieved from thermo-desty.blogspot.com: https://thermo-desty.blogspot.com/2015/03/sistem-dan-lingkungan-termodinamika.html

Siregar, Z. (2017). Efisiensi Energi dan Konservasi Energi, apa bedanya? Retrieved from environment-indonesia.com: https://environment-indonesia.com/efisiensi-energi/