Termodinamika, Pengertian, Sistem, dan Hukum Dasarnya

Termodinamika, Pengertian, Sistem, dan Hukum Dasarnya
5 (100%) 1 vote

Pengertian Termodinamika

Termodinamika adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari suatu pertukaran energi dalam bentuk kalor dan kerja, sistem pembatas dan lingkungan, juga menggambarkan usaha untuk mengubah kalor menjadi energi beserta sifat-sifatnya.

Termodinamika berhubungan dengan fisika energi, panas, entropi, kespontanan proses, dan mekanika statik. Termodinamika bisa terjadi pada tubuh manusia, saat meniup kopi panas, pada perkakas elektronik, alat pendingin, mobil, serta alat pembangkit listrik dan industri.

Sistem Termodinamika

Berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan, sistem termodinamika terbagi menjadi 3 jenis, yaitu sistem tertutup, sistem terisolasi, dan sistem terbuka.

  • Sistem Tertutup

Pada sistem tertutup, terjadi pertukaran energi (panas dan kerja), namun tidak terjadi pertukaran benda dan lingkungan. Contoh sistem tertutup adalah rumah hijau, dimana terjadi pertukaran panas namun tidak terjadi pertukaran kerja dan lingkungan.

Untuk mengetahui apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja dan keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:

  1. Pembatas adiabatik, yaitu pembatas yang tidak memperbolehkan pertukaran panas.
  2. Pembatas rigid, yaitu pembatas yang tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
  • Sistem Terisolasi

Pada sistem terisolasi, tidak terjadi pertukaran baik panas, benda, ataupun kerja dengan lingkungan. Contohnya adalah wadah yang terisolasi, seperti tabung gas yang terisolasi.

  • Sistem Terbuka

Pada sistem terbuka, terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya karena pembatas memperbolehkan adanya pertukaran benda yang disebut dengan permeabel. Contohnya adalah samudra.

READ  Tips Menjaga Kesehatan Reproduksi Pria

Sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti terjadi setidaknya sedikit percampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Hukum Dasar Termodinamika

  • Hukum Awal (Zeroth Law)Termodinamika

Berdasarkan hukum awal, dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiga sistem tersebut dalam keadaan setimbang satu dengan yang lainnya.

  • Hukum Pertama Termodinamika

Hukum pertama termodinamika berisi tentang pernyataan bahwa perubahan energi dalam suatu sistem termodinamika tertutup, sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem. Hukum ini dapat diuraikan ke dalam proses dengan isokhorik, isotermik, isobarik, dan adiabatik.

  • Hukum Kedua Termodinamika

Hukum kedua termodinamika dan tidak ada bunyinya, namun ada pernyataan kenyataan eskperimental yang dikeluarkan oleh kelvin-plank dan clausius.

  • Pernyataan Clausius

Suatu sistem tidak mungkin bekerja sedemikian rupa sehingga hasil satu-satunya adalah perpindahan energi dalam bentuk panas dari sistem dengan temperatur tertentu ke sistem dengan temperatur yang lebih tinggi.

  • Pernyataan Kelvin-Planck

Suatu sistem tidak mungkin beroperasi dalam siklus termodinamika dan memberikan sejumlah usaha kepada sekelilingnya sambil menerima energi panas dari satu reservoir termal.

  • Hukum Ketiga Termodinamika

Hukum ini menyatakan bahwa ketika suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, maka, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Sedangkan entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

Tags: