SISTEM TERMODINAMIKA
Oleh : Dwi Purwanto (@V02-Purwanto)
ABSTRAK
Cabang ilmu fisika yang membahas perihal energi yaitu termodinamika, yang berisi aneka macam hukum tentang pergantian energi dalam metode. Hukum pertama termodinamika mengungkapkan korelasi kalor, energi dalam, dan kerja yang menyertai pergeseran tata cara. Kalor yang menyertai reaksi sama dengan perubahan entalpinya, dan dapat diputuskan tanpa percobaan. Akibatnya kita dapat mengetahui apakah sebuah reaksi eksotermik atau endotermik.
PENDAHULUAN
Termodinamika merupakan cabang ilmu fisika yang membahas wacana energi. Energi umumdidefinisikan selaku kemampuan untuk melakukan kerja. Semua bentuk energi bisa melakukan kerja. Kimiawan mendefinisikan kerja sebagai perubahan energi yang langsung dihasilkan oleh sebuah proses.
PEMBAHASAN
1. Istilah Termodinamika
Termodinamika ialah ilmu yang mempelajari perubahan antar kalor
dan bentuk–bentuk energi lain.
Sistem dan Lingkungan
Sistem ialah bagian tertentu dari alam yang menjadi pusat perhatian untuk dipelajari. Disamping metode ada lingkungan. Lingkungan yakni segala sesuatu yang berada di luar metode. Jika kita ingin mempelajari reaksi kimia dalam tabung reaksi, maka zat kimia yang ada dalam tabung disebut tata cara, sedangkan yang di luar zat kimia tergolong tabung reaksi dan udara di atas permukaannya adalah lingkungan.
2. Dinding dan Sistem Termodinamika
Sistem terbuka adalah sistem yang mampu mengadakan pertukaran bahan dan energi dengan lingkungannya.
Sistem tertutup mempunyai dinding diatermal sehingga hanya terjadi pertukaran energi. Dengan menempatkan air dalam wadah yang disekat semuanya,
maka membuat tata cara terisolasi.
Sistem terisolasi tidak menyelenggarakan pertukaran bahan dan energi dengan lingkungan sebab mempunyai dinding adiatermal.
1. Hukum Termodinamika I
Hukum pertama termodinamika menyatakan kekerabatan energi system dengan lingkungan. Jika sistem kemasukan energi, memiliki arti lingkungan kehilangan energi, dan sebaliknya, kalau lingkungan kemasukan energi maka sistem kehilangan energi dengan jumlah yang sama.
Sebuh pompa bila dipanaskan akan mengakibatkan suhu gas dalam pompa naik dan volumenya bertambah. Berarti energi dalam gas bertambah dan system melakukan kerja. Dengan kata lain, kalor (q) yang diberikan kepada metode Sebagian disimpan selaku energi dalam (∆U) dan sebagian lagi diubah menjadi kerja (w).
q = ∆U – w atau ∆U = q + w
Persamaan di atas ialah rumusan hukum pertama termodinamika.
Hukum pertama termodinamika didasarkan pada hukum Kekekalan Energi yang menyatakan: “Energi tidak mampu diciptakan atau dimusnahkan, namun dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain” Atau: “ Energi alam semesta yakni konstan”
Agar tidak keliru dalam memakai rumus di atas, perlu ditetapkan perjanjian:
1. Kalor (q)
Bertanda (+), bila kalor masuk metode/ proses penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem (proses endotermik)
Bertanda (–), bila kalor keluar tata cara/ proses melepaskan kalor dari tata cara ke lingkungan (proses eksotermik)
2. Kerja (w)
Bertanda (+), bila kerja dikerjakan oleh lingkungan/ proses pemampatan gas (kompresi)
Bertanda (–), bila kerja dijalankan oleh sistem/ proses pemuaian gas (perluasan)
3. Kerja dijumlah dengan rumus:
w = –P∆V
dengan :
w = kerja (L atm)
V = volume (L)
P = tekanan (atm)
KESIMPULAN
Reaksi kimia dipandang selaku pergantian dalam metode. Sistem adalah suatu yang menjadi sentra perhatian dan yang lainnya disebut lingkungan. Ada tiga macam metode yaitu sistem terbuka, tertutup dan tersekat. Dalam termodinamika diketahui kesetimbangan mekanik, termal dan listrik. Sistem yang tidak setimbang dengan
lingkungannya cenderung berubah menuju kesetimbangan dengan menyerap atau
melepaskan kalor serta mendapatkan atau melaksanakan kerja. Kalor ialah bentuk energi yang mampu pindah dari metode ke lingkungan, atau sebaliknya. Kerja ditandai dengan
perubahan volume sistem yang disebut kerja volume.
Suatu sistem mempunyai energi dalam (U) yakni energi total yang dikandung sistem. Jika metode mendapatkan sejumlah kalor, maka sebagian di ubah menjadi kerja dan sisanya memperbesar energi dalam. Berdasarkan itu lahirlah hukum pertama termodinamika yang menyatakan bahwa, energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, namun dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Setiap tata cara gas memiliki besaran yang mampu berubah nilainya, yakni tekanan (P), volume(V), suhu (T), mol (n) dan energi dalam (U). Suatu proses dapat mengganti beberapa besaran, sedangkan yang lain tetap, contohnya proses isothermal (suhu tetap), isohor (volume tetap), dan adiabatik (tidak melepaskan atau menyerap kalor). Proses di udara bebas dapat dianggap punya tekanan luar yang tetap. Kalor yang masuk atau keluar pada proses ini sama dengan pergantian entalpi. Jika nilai perubahan entalpi negatif mengambarkan proses eksotermik, dan jikalau nilainya positif menerangkan proses endotermik.
Perubahan entalpi reaksi kimia mampu diputuskan secara eksperimen dengan kalorimeter dan secara perkiraan dari data kalor pembentukan senyawa. Kalor pembentukan senyawa diperoleh dari kalor reaksi pembentukannya, berdasarkan perjanjian, bahwa kalor pembentukan unsur bebas adalah nol. Perubahan entalpi proses yang tidak isotermal diperlukan nilai kapasitas kalor. Ada dua macam kapasitas kalor, yaitu pada tekanan tetap (cp) dan volume tetap (cv).
DAFTAR PUSTAKA
James E. Brady. Tanpa tahun. Kimia Universitas Asas dan Struktur, Jilid 1. Jakarta: Binapura Aksara.
Raymond Chang. 2005. Kimia Dasar, Konsep–rancangan Inti, Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 1. Bandung: ITB.