Konsep dan Hukum Termodinamika
Oleh M. Fadli Akbar Radian (@V19-Fadli)
Pendahuluan
Ilmu kimia ialah ilmu penting yang telah tidak dapat dipisahkan dari banyak sekali bidang kehidupan manusia. Saat memahami dasar-dasar dari ilmu kimia, telah diterangkan bahwa kajian utama dalam ilmu kimia yakni mempelajari perubahan bahan. Saat suatu perubahan terjadi, suatu energi akan menyertai terjadinya perubahan tersebut. Energi dapat berwujud dalam berbagai bentuk seperti energi panas, listrik, energi kimia, energi nuklir, dan lain lain. Energi juga mampu berganti dari satu bentuk ke bentuk lain baik secara alami maupun hasil rekayasa teknologi. Untuk menerangkan energi yang menyertai pergantian tersebut kita mampu mempelajari teori termodinamika.
Pembahasan
1. Pengertian Termodinamika
Termodinamika secara Bahasa merupakan perumpamaan yang diambil dari Bahasa Yunani, dimana berisikan dua kata adalah Thermo yang memiliki arti panas, dan Dynamic yang mempunyai arti pergantian. Sehingga secara perumpamaan termodinamika mampu didefinisikan sebagai ilmu yang meggambarkan perjuangan untuk mengubah kalor (perpindahan energi yang disebabkan perbedaan suhu) menjadi energi serta sifat-sifat pendukungnya.
Termodinamika akan mempelajari suatu pertukaran energi dalam bentuk kalor dan kerja, tata cara pembatas dan lingkungan. Hakikatnya Termodinamika ialah sebuah hal alami yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, termodinamika direkayasa sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk prosedur yang mampu menolong manusia dalam kegiatannya.
2. Sistem, Lingkungan, dan Batas
Untuk memahami termodinamika, terlebih dulu perlu mengerti beberap perumpamaan yang mau sering dipakai dalam ilmu termodinamika, yakni sistem, lingkungan, dan batas.
Gambar 1.1 Sistem, Batas, dan Lingkungan
a. Sistem
Sistem mampu didefinisikan selaku suatu kumpulan benda yang berada dalam batas-batas tertentu. Sistem termodinamika dapat diklasifikasikan menurut sifat dari batasan dan arus benda, energi dan materi yang melaluinya. Sistem mampu dibedakan menjadi tiga :
1) Sistem Terbuka
Sistem Terbuka adalah sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi dan bahan dengan lingkungannya.
Gambar 1.2 Sistem Terbuka
2) Sistem Tertutup
Sistem Tertutup yakni tata cara yang menyababkan pertukaran energi tetapi tidak diikuti dengan pertukaran antara zat dengan lingkungannya. Dalam kata lain Sistem tertutup ialah sitem yang tidak memungkinkan terjadinya pertukaran massa tata cara dengan linkungan, namun memungkingkan terjadinya pertukaran energi (kalor).
3) Sistem Terisolasi
Sistem Terisolasi adalah tata cara yang tidak menimbulkan terjadinya pertukaran panas, zat, dan kerja lingkungan. Dalam sistem ini jumlah massa dan energi di dalam sistem tidak berubah, selama selang waktu metode dipakai. Baik massa maupun energi tidak mampu menembus batas tata cara
Gambar 1.3 Sistem Terisolasi
b. Ciri Sistem
Ciri sistem mampu dibagi menjadi dua ialah ciri ekstensif dan ciri intensif. Ciri ekstensif yakni karakteristik keseluruhan dari sebuah sistem yang menyatakn jumlah sesuatu didalamnya. Contohnya volume, massa, energi, dan sebagainya.
Sementara itu ciri intensif ialah ciri yang memiliki harga pada sebuah tata cara pada waktu tertentu, contohnya temperature, tekanan, dan lain-lain.
c. Lingkungan
Daerah yang menutup tata cara dinamakan lingkungan (surrounding). Lingkungan dapat dipengaruhi oleh pergantian dalam tata cara.
d. Batas tata cara
Permukaan yang terpisah antara sistem dan lingkungan dinamakan batas (boundary) metode.
3. Hukum Termodinamika
a. Hukum I Termodinamika
Energi tidak dapat diciptakan atau pun dimusnahkan. Energi cuma dapat mengganti bentuk energi, dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Apabila sebuah tata cara diberi kalor, maka kalor tersebut akan dipakai untuk melakukan usaha luar dan mengubah energi dalam.
Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa:
“Untuk setiap proses, bila kalor(Q) diberikan terhadap sistem dan metode melaksanakan usaha(W), maka akan terjadi pergantian energi dalam.”
∆U = Q – W.
Dalam aturan termodinamika I perlu diamati bahwa
– Q akan bernilai + jikalau kalor ditambahkan kedalam sistem, Q bernilai – jika kalor dilepas oleh metode
– W akan bernilai + bila metode melakukan usaha terhadap lingkungan, W bernilai – kalau menerima perjuangan dari lingkungan.
b. Hukum II Termodinamika
Hukum II Termodinamika menghalangi pergeseran energi yang bisa terjadi dan yang tidak dapat terjadi.
“Hukum II termodinamika dalam menyatakan pemikiran kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.”
Terdapat dua ilmuwan yang menyatakan pertimbangan mereka mengenai termodinamika sehabis melaksanakan eksperimen.
a. Clausius, menyatakan bahwa “ Kalor mangalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.”
b. Kelvin dan Planck, menyatakan bahwa “Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam sebuah siklus yang semata-mata menyerap kalor dari suatu reservoir dan mengganti seluruhnya menjadi usaha luar.”
Dari pernyataan-pernyataan diatas mampu dilihat bahwa aturan termodinamika II secara garis besar menerangkan bahwa kalor secara impulsif akan terus mengalir dari benda panas ke benda yang acuh taacuh, atau dari suhu tinggi ke suhu rendah.
c. Hukum III Termodinamika
Hukum III Termodinamika menerangkan bahwa pada sebuah metode yang meraih temperature nol diktatorial (termperatur kelvin) semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.
Daftar Pustaka
Dr. Ambiyar M.Pd. 2009. Thermodinamika. UNP Press:Padang
https://akupintar.id/belajar/-/online/bahan/11-mia/fisika/termodinamika/492921
http://web.ipb.ac.id/ tpb/files/materi/fisika_pdf/P09-TERMODINAMIKA.pdf