Oleh Annisa Suci K.
Abstrak
Ilmu kimia menurut Chang (2005: 3) ilmu kimia di definisikan selaku ilmu yang mempelajari bahan dan perubahannya, salah satu bab yang dipelajari dari ilmu kimia yakni termodinamika di mana Penerapan dari cara kerja termodinamika mampu kita lihat pada kehidupan sehari – hari seperti meniup kopi panas, badan manusia, mobil, perkakas elektronik, pembangkit listrik dan industry
Kata Kunci : Ilmu Kimia,Termodinamika
A. Sejarah Ilmu Kimia
Hakikat ilmu kimia adalah cabang ilmu yang mempelajari pergantian materi. Mencoba mengingat perumpamaan kimia pertamakali digaungkan telah semenjak tahun 700-778 yang kemudian. Siapa yang mengira jikalau ilmu kimia diambil dari bahasa arab, yaitu dari kata al – kimia yang berarti perubahan materi.
Tokoh kimia pada waktu itu yaitu Jabir ibnu Hayyan. Beliau merupakan ilmuwan muslim yang menyebarkan ilmu kimia. Dari beliaulah, kita mulai mengenal tentang perubahan bahan, susunan, sifat, struktur, perubahan energi dan lain sebagainya. Akhirnya perubahan bentuk materi inilah yang akam membentuk bagian pembentuk materi dan menciptakan perbandingan gres
B. Pengertian Ilmu Kimia
Secara bahasa kimia berasal dari bahasa arab “al – kimia” yang memiliki arti perubahan materi. Kimia juga berasal dari
bahasa Yunan “khemia” dengan arti pergeseran bahan.
Secara ungkapan pengertian ilmu kimia ialah sebagai berikut :
Ilmu kimia yaitu ilmu yang mempelajari tentang susunan, struktur, sifat, dari skala atom hingga molekul dan perubahan energi yang menyertai suatu pergeseran bahan atau zat.
Kemudian berdasarkan Chang (2005: 3) ilmu kimia di definisikan selaku ilmu yang mempelajari materi dan perubahannya. Zat-zat yang terlibat dalam pergeseran kimia yaitu bagian dan senyawa. Untuk mengetahui ciri dari suatu bagian dan senyawa mampu dikenali dari sifat-sifat kimia dan fisis.
Sifat kimia yakni sifat yang dapat ditunjukan dengan lewat perubahan kimia sedangkan sifat fisis merupakan sifat yang mampu diperhatikan tanpa mengubah susunan zatnya
C. Contoh Penerapan Ilmu Kimia
1. Bidang pertanian
lmu kimia di dalam bidang pertanian dimanfaatkan untuk membuat pupuk dan pestisida.
2. Bidang kedokteran
Di bidang ini banyak ditemui manfaatnya, mirip obat-obatan
3. Bidang pangan
Bermanfaat bagi manusia. penggunaan mikroorganisme/bakteri pada kuliner, acuan pengerjaan kecap, tempe, dan yoghurt.
4. Bidang industri/pabrik
Penerapan ilmu Kimia di bidang industri, untuk menciptakan mesin-mesin besar yang membutuhkan logam baik.
5. Bidang arkeologi
Dalam bidang arkeologi, ilmu kimia diperlukan untuk menentukan umur fosil.
6. Bidang aturan
Untuk menerangkan tindak kejahatan seseorang maka diperlukan investigasi DNA. Pasalnya, struktur DNA setiap individu akan berlainan sehingga mampu dipakai untuk mengidentifikasi seseorang.
Peran Kimia dalam Menyelesaikan Masalah Global
Ilmu kimia juga berperan dalam menuntaskan persoalan global yakni problem yang dihadapi oleh seluruh dunia, seperti yang menyangkut masalah dalam bidang lingkungan hidup, kedokteran, geologi, biologi dan lain-lain, ataupun untuk meningkatkan Sumber Daya Manusia (SDM). Sebagai acuan, duduk perkara global dalam hal lingkungan hidup dan krisis energi
A. Sejarah Termodinamika
Peristiwa-Peristiwa Penting Termodinamika
Pada dasarnya, termodinamika yakni ilmu yang mempelajari tentang panas sebagai energi yang mengalir. Oleh karena itu, sejarah berkembangnya ilmu termodinamika berawal sejak manusia mulai “mempertimbangkan” ihwal panas. Orang yang pertama kali melakukannya adalah Aristoteles (350 SM). Dia menyampaikan bahwa panas adalah bagian dari bahan atau materi tersusun dari panas.
Penalaran yang dijalankan oleh Aristoteles diteruskan oleh Galileo Galilei (1593) yang menganggap bahwa panas ialah sesuatu yang mampu diukur dengan penemuannya berbentuktermometer air. Beberapa kala setelahnya Sir Humphrey Davy dan Count Rumford (1799) menegaskan bahwa panas ialah sesuatu yang mengalir. Kesimpulan ini mendukung prinsip kerja termometer, namun membantah pernyataan Aristoteles. Seharusnya aturan ke-nol termodinamika dirumuskan ketika itu, namun alasannya adalah termodinamika belum meningkat selaku ilmu, maka belum terpikirkan oleh para ilmuwan. “dua sistem dalam kondisi setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan yang lain”.
Pada tahun 1778, Thomas Alfa Edison memperkenalkan mesin uap pertama yang mengkonvesi panas menjadi kerja mekanik. Mesin tersebut disempurnakan oleh Sardi Carnot (1824). Saat itu, dia berusaha menemukan korelasi antara panas yang digunakan dan kerja mekanik yang dihasilkan. Hasil pemikirannya merupakan titik awal pertumbuhan ilmu termodinamika klasik dan beliau dianggap sebagai Bapak Termodinamika.
Pada tahun 1845, James P. Joule menyimpulkan bahwa panas dan kerja yaitu dua bentuk energi yang satu sama lain mampu dikonversi. Kesimpulan ini disokong pula oleh Rudolf Clausius, Lord Kelvin (William Thomson), Helmhozt, dan Robert Mayer. Selanjutnya, para ilmuwan ini merumuskan aturan pertama termodinamika (1850). Setahun sebelumnya, Lord Kelvin telah memperkenalkan ungkapan termodinamika lewat makalahnya: An Account of Carnot’s Theory of the Motive Power of Heat. Buku pertama tentang termodinamika ditulis oleh William Rankine pada tahun 1859.
“perubahan energi dalam dari suatu tata cara termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi panas yang disuplai ke dalam metode dan kerja yang dilakukan terhadap metode”
∆U = Q + W
Setelah mempelajari mesin Carnot, Lord Kelvin, Planck, dan menyimpulkan bahwa pada sebuah mesin siklik tidak mungkin kalor yang diterima mesin diubah semuanya menjadi kerja, selalu ada kalor yang dibuang oleh mesin. Hal ini sebab adalah sifat tata cara yang senantiasa menuju ketidakteraturan, entropi (S) meningkat. Saat itu aturan kedua termodinamika diperkenalkan (1860). Menurut Clausius, besarnya pergantian entropi yang dialami oleh sebuah metode, saat tata cara tersebut mendapat perhiasan kalor (Q) pada temperatur tetap dinyatakan lewat persamaan di bawah :
“total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi condong untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya”
Selama tahun 1873-1976, fisikawan matematika Amerika Josiah Willard Gibbs menerbitkan tiga makalah, salah satunya ialah On the Equilibrium of Heterogeneous Substances. Makal
ah tersebut memberikan bahwa proses termodinamika mampu dijelaskan secara matematis, dengan mempelajari energi, entropi, volume, temperatur dan tekanan sistem, sedemikian rupa untuk memilih apakah suatu proses akan terjadi secara impulsif. Pada awal abad ke-20, hebat kimia seperti Gilbert N. Lewis, Merle Randall, dan EA Guggenheim mulai menerapkan metode matematis Gibbs tersebut untuk analisis proses kimia yang disebut termodinamika kimia.
Pada tahun 1885, Boltzman menyatakan bahwa energi dalam dan entropi merupakan besaran yang menyatakan kondisi mikroskopis metode. Pernyataan ini memulai berkembangnya termodinamika statistik, adalah pendekatan mikroskopis ihwal sifat termodinamis suatu zat berdasarkan sikap kumpulan partikel-partikel yang menyusunnya. Dasar-dasar termodinamika statistik ditetapkan oleh fisikawan seperti James Clerk Maxwell, W. Nernst, Ludwig Boltzmann, Max Planck, Rudolf Clausius dan J. Willard Gibbs .Willard Gibbs. Pada tahun 1906 Giauque dan W. Nernst merumuskan hukum ketiga termodinamika.
“pada ketika sebuah tata cara meraih temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi tata cara akan mendekati nilai minimum”
Pada tahun 1911, Einstein menyatakan bahwa massa ialah perwujudan dari energi (E=mc2). Hal ini lalu dibenarkan oleh ilmuwan mekanika kuantum (1900-1940) bahwa radiasi selaku bentuk energi mampu bersifat sebagai partikel. Pernyataan ini seolah-olah membenarkan penalaran Aristoteles sebelumnya bahwa materi = energi.
Pada tahun 1950, para ilmuwan, seperti Carl Anderson memperoleh adanya partikel antimateri yang mampu memusnahkan bahan.
B. Termodinamika
Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = ‘panas’ and dynamic = ‘pergantian’) adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika bekerjasama akrab dengan mekanika statistik di mana banyak kekerabatan termodinamika berasal.
Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berafiliasi dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan perumpamaan “termodinamika” lazimnya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan korelasi ini, desain utama dalam termodinamika ialah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses “super pelan”
C. Hukum Termodinamika
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam tata cara termodinamika, yakni:
a) Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam kondisi setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
b) Hukum Pertama Termodinamika
Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari sebuah metode termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dijalankan kepada tata cara
c) Hukum kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari sebuah sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.
d) Hukum ketiga Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol otoriter. Hukum ini menyatakan bahwa
pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol diktatorial, semua proses akan berhenti dan entropi tata cara akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal tepat pada temperatur nol otoriter bernilai nol.
D. Sistem Termodinamika
Ada tiga jenis sistem menurut jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:
Sistem tertutup
Terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau ialah pola dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas namun tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah sebuah sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya diperhitungkan sebagai sifat pembatasnya:
Pembatas Adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas
Pembatas Rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
Sistem terisolasi
Tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi ialah wadah terisolasi, mirip tabung gas terisolasi.
Sistem terbuka
Terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra ialah contoh dari metode terbuka
E. Penerapan Termodinamika
Penerapan dalam Kehidupan Sehari-hari
Ada banyak penerapan aturan termodinamika dalam kehidupan sehari-hari kayak termos, lalu mesin kendaraan bermotor, lemari es, dan pendingin ruangan (AC). Semua benda ini gunain aturan termodinamika untuk ngelakuin perpindahan kalor dan melakukan usaha
SUMBER REFERENSI
https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/pemahaman-termodinamika-lengkap/