Haloooo semua apa kabar? Sudah lama ya admin gak posting nih hihi. Udah pada kangen ya? Ya udah buat mengobati kangen, admin kasih nih materi termodinamika :D
Kalo denger termodinamika pasti udah mikir materi ini tentang pana-panas kan? Soalnya di depannya ada kata "termo" yang berhubungan dengan panas hehe, bener gak ya? Upsssssss baca dulu sampe habis dong baru nyimpulin
Termodinamika merupakan salah satu cabang dari ilmu fisika yang membahas tentang energi khususnya energi panas. Termodinamika mempunyai dua hukum yang menjadi prinsip transformasi energinya, yaitu hukum termodinamika pertama dan termodinamika kedua. Tetapi sebelum membahas tentang hukum termodinamika, kita harus tahu apa itu sistem, lingkungan, batas, usaha dan energi dalam.
- Sistem didenifisikan sebagai sejumalah zat dalam suatu wadah yang menjadi pusat perhatian kita. Contoh: air yang direbus di dalam panci.
- Lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem.
- Batas adalah pemisah antara lingkungan dan sistem.
- Usaha yang dilakukan oleh sistem adalah ukuran energi yang dipindahkan dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya.
- Energi dalam adalah jumlah energi kinetik sebuah molekul gas.
Rumus usaha dalam termodinamika ialah
W = p x ∆V = p x (Vakhir-Vawal)
Ket:
p = tekanan
v = volume
Dalam persamaan tersebut berlaku bahwa:
- Jika volume akhir lebih besar dari volume awal atau selisih volume bertanda positif, maka usaha akan bertanda positif yang artinya sistem melakukan usaha pada lingkungan.
- Jika volume akhir lebih kecil dari volume awal atau selisih volume bertanda negatif, maka usaha akan bertanda negatif yang artinya lingkungan melakukan usaha pada sistem.
Rumus diatas hanya dapat digunakan untuk proses isobarik yang mempunyai prinsip bahwa tekanan tetap.
Grafik diatas merupakan grafik isobarik yang tekanannya tetap. Dalam menghitung usaha yang dilakukan oleh atau pada sistem sama dengan luas daerah grafik tersebut. Nah bisa diliat kan guys yang warnanya kuning itu? Kalo mau ngitung usah ya harus ngitung luas itu :D
Dalam termodinamika juga dibutuhkan formulasi kalor dan energi dalam. Hayo masih inget gak materi kalor dan energi dalam? Hihihi.
Rumus formulasi kalor:
Q = mc∆T
Q = C∆T
Ket:
c = kalor jenis gas
C = kapasitas kalor gas
T = suhu
m = massa
Q = kalor
Untuk formulasi energi dalam:
- Gas monoatomik
U = 3/2NkT = 3/2nRT
- Gas diatomik
U = 5/2NkT = 5/2nRT
ket:
N = jumlah molekul
n = besar mol
k = tetapan Boltzmann
R = tetapan umum gas
Harus diingat bahwa perubahan energi dalam sistem hanya bergantung pada suhu awal dan suhu akhir. Dengan kata lain, perubahan energi yang terjadi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir sistemnya saja serta tidak bergantung pada lintasan yang ditempuh dalam mencapai keadaan itu. Oleh karena itu, energi dalam termasuk fungsi keadaan.
Proses termodinamika:
Isobarik -> proses perubahan keadaan gas pada tekanan tetap.
Ini adalah hukum Gay-Lussac.
Usaha yang dilakukan oleh gas ialah:
W = P x ∆V
Isotermal -> proses perubahan keadaan sistem pada suhu tetap.
Proses ini mengikuti hukum Boyle (PV = konstan)
Rumus usaha dari proses isotermal ini ialah:
W = nRT. In Vakhir/Vawal
Proses Isokhorik -> proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap.
Pada proses ini, gas tidak mengalami perubahan volume.
Usaha yang dilakukan oleh gas sama dengan nol.
W = 0
Proses Adiabatik -> proes perubahan keadaan sistem tanpa adanya kalor yang masuk atau keluar dari sistem.
Grafik adiabatik lebih curam daripada grafik isotermal. Proses ini mengikuti rumus Poison.
Hukum pertama termodinamika:
Hukum ini pada hakekatnya adalah hukum kekekalan energi dan menjelaskan hubungan kalor dengan usaha serta energi dalam. Hukum ini merupakan perluasan dari hukum kekekalan energi dalam mekanika.
Meskipun suatu bentuk energi telah berubah ke dalam bentuk energi yang lainnya, jumlah energi itu selalu tetap.
Pernyataan diatas dapat ditulis sebagai berikut:
∆U = Q - W
Dalam hal ini kita harus memperhatikan tanda negatif dan positif pada usaha dan kalor.
Kalor yang masuk ke sistem bertanda positif, sedangkan yang keluar dari sistem bertanda negatif.
Usaha yang dilakukan pada sistem bertanda negatif, sedangkan usaha yang dilakukan oleh sistem bertanda positif.
Penerapan hukum pertama termodinamika pada berbagai proses
| No | Nama | Prinsip | Aplikasi |
| 1 | Isobar | Tekanan tetap | ∆U = Q – W |
| 2 | Isotermal | Suhu tetap | Q = W |
| 3 | Isokhorik | Volume tetap | ∆U = Q |
| 4 | Adiabatik | Kalor nol | ∆U = -W |
Nah mungkin segini aja dulu, untuk hukum kedua termodinamika tunggu update selanjutnya yaaaaaa :)
Semoga bermanfaat :)
