MATERI TERMODINAMIKA KELAS XI

TERMODINAMIKA

Taukah kalian apa yang dimaksud dengan Termodinamika? Jika belum,mari kita bahas secara bersama-sama.

Pengertian Termodinamika

Termodinamika berasaldari bahasa Yunani dimana Thermos artinya panas dan Dynamic artinya perubahan. Jadi termodinamika adalah suatu ilmu yang  menggambarkan usaha untuk mengubah kalor(perpindahan energi yang disebabkan perbedaan suhu) menjadi energi serta sifat-sifat pendukungnya. Aplikasi dan penerapan termodinamika bisa terjadi pada tubuh manusia,seperti peristiwa meniup kopi yang panas,perkakas elektronik,pembangkit listrik dan industri.

Prinsip  termodinamika

Prinsip termodinamika yaitu hal yang dialami yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Dengan adanya perkembangan ilmu dan teknologi,termodinamika direkayasa sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk mekanisme yang bisa membantu manusia dalam kegiatannya. Aplikasi termodinamika yang begitu luas,dimungkin adanya perkembangan ilmu termodinamika sejak abad ke-17,dengan pendekatan makroskopik yakni perilaku umum partikel zat yang menjadi media pembawa energi.

Sistem-Sistem Termodinamika

Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungannya, yakni sebagai berikut :

1.      Sistem terbuka

Yaitu sistem yang menyebabkan terjadinya pertukaran energi dan benda dengan lingkungannya. Sistem terbuka ini meliputi peralatan yang melibatkan adanya suatu aliran massa kedalam atau ke luar sistem pada kompresor,turbin,nozel,dan motor bakar.

Perjanjian yang kita gunakan untuk menganalisis sistem yaitu :

• Untuk panas (Q) bernilai positif jika diberikan kepada sistem dan bernilai negatif bila keluar dari sistem
• Untuk usaha (W) bernilai positif jika keluar dari sistem dan bernilai negatif jika diberikan (masuk) kedalam sistem.

2.      Sistem tertutup

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang tertentu dimana massa ini tidak bisa melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam bentuk panas (heat) maupun usaha (work) bisa melintasi lapis batas sistem tersebut. Dalam sistem tertutup, walaupun massa tidak bisa berubah selama proses berlangsung, tapi volume bisa saja berubah disebabkan adanya lapis batas yang bisa bergerak (moving boundary) pada salah satu bagian dari lapis batas sistem tersebut. Contoh sistem tertutup yaitu suatu balon udara yang dipanaskan, dimana massa udara didalam balon tetap, tetapi volumenya berubah dan energi panas masuk kedalam masa udara didalam balon.

Suatu sistem bisa mengalami pertukaran panas atau kerja atau keduanya, biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:

• Pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
• Pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

3.      Sistem terisolasi

Sistem terisolasi ialah sistem yang menyebabkan tidak terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos dan tabung gas yang terisolasi. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak bisa terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, walaupun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Karakteristik yang menentukan sifat dari sistem disebut dengan property (koordinat sistem/variabel keadaan sistem), seperti tekanan (p), temperatur (T), volume (v), masa (m), viskositas, konduksi panas dan lain-lain. Selain itu ada juga koordinat sistem yang didefinisikan dari koordinat sistem yang lainnya seperti, berat jenis, volume spesifik, panas jenis dan lain-lain. Suatu sistem bisa berada pada suatu kondisi yang tidak berubah, jika masing-masing jenis koordinat sistem tersebut bisa diukur pada semua bagiannya dan tidak berbeda nilainya. Kondisi tersebut disebut sebagai keadaan (state) tertentu dari sistem, dimana sistem memiliki nilai koordinat yang tetap. Jika koordinatnya berubah, maka keadaan sistem tersebut disebut mengalami perubahan keadaan. Suatu sistem yang tidak mengalami perubahan keadaan disebut sistem dalam keadaan seimbang (equilibrium).

Macam-macam hukum termodinamika

Berikut ini adalah beberapa hukum termodinamika:

a.      Hukum awal (Zeroth Law atau hukum ke-0)

Bunyi: “jika dua sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan ke  tiga,maka mereka berada dalam             kesetimbangan termal satu sama lain.”

b.      Hukum termodinamika pertama

Bunyi: “energi tidak dapat diciptakan  ataupun dimusnahkan,melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja.”

Hukum termodinamika pertama dapat dibagi menjadi 4 proses yaitu:

1.proses isobarik(tekanan tetap)

Proses isobarik adalah proses perubahan gas dengan tahanan tetap.

2.proses isotermis(suhu tetap)

Proses isotermis adalah proses perubahan gas dengan suhu tetap.

3.proses isokhoris(volume tetap)

Proses isokhoris adalah proses perubahan gas dengan volume tetap.

4.proses gabungan

Proses gabungan adalah dua proses adiabatis yang berkelanjutan.

c.       Hukum termodinamika kedua

Bunyi: “kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.”

d.      Hukum termodinamika ketiga

Bunyi: “suatu sistem yang mencapai temperatur nol absolut,semua prosesnya akan berhenti dan entropi  sistem akan mendekati nilai minimum.”