√ Pengertian Termodinamika

Diposting pada

Pengertian Termodinamika

Pengertian Termodinamika

Pengertian Termodinamika ini ialah ilmu yang menggambarkan/mengilustrasikan suatu usaha di dalam mengubah kalor (yakni suatu perpindahan energi yang disebabkan oleh karna adanya perbedaan suhu) menjadi energi serta juga sifat pendukungnya. Termodinamika ini berhubungan erat dengan fisika energi, kerja, panas, entropi serta juga kespontanan proses.

Selain dari itu, Termodinamika tersebut juga berhubungan dengan mekanika statik. Cabang ilmu Fisika ini kemudian mempelajari suatu pertukaran energi di dalam bentuk kalor serta kerja, sistem pembatas dan juga lingkungan. Aplikasi serta penerapan Termodinamika ini kemudian bisa terjadi pada tubuh manusia, seperti pada peristiwa atau kejadian dalam meniup kopi panas,  Refrigerator, perkakas elektronik, mobil, pembangkit listrik serta juga industri, ini merupakan peristiwa Termodinamika yang paling sering ditemui kehidupan sehari-hari.


Prinsip Termodinamika

Untuk penerapan prinsip-prinsip termodinamika yang meliputi Mekanika, Panas serta Kalkulus Diferensial di ilmu pengetahuan lain ditunjukkan pada Gambar ini .

Prinsip-Termodinamika

Gambar selanjutnya menunjukkan bahwa penyelesaian pada suatu masalah/problema dengan secara termodinamika ini dilakukan dengan melalui beberapa tahapan, diantaranya :

Prinsip-Termodinamika1

Formulasi problem ke dalam besaran dan juga bentuk termodinamika. Hal ini yang kemudian dikatakan dengan  mengubah bahasa di dalam problem itu ke dalam bahasa termodinamika, setelah itu kemudian merumuskannya dengan memakai  besaran termodinamika.

Evaluasi sifat serta fungsi termodinamika, ini memiliki arti melakukan analisis terhadap formulasi yang telah atau sudah disusun pada langkah pertama (1). Tahap ini kemudian membutuhkan pemahaman pengetahuan termodinamika yang memadai supaya tidak terjadi kesalahan persepsi terhadap arah atau juga tujuan problema tersebut.

Penyelesaian problem termodinamika. Pada tahap ini kemudian dibutuhkan dukungan pengetahuan matematika/kalkulus (deferensial, integral) sehingga bisa atau dapat diperoleh jawaban yang valid atau juga dapat dipertanggungjawabkan.

Ketiga langkah penyelesaian termodinamika ini kemudian harus berpijak pada dalil-dalil atau juga kaidah-kaidah di dalam termodinamika.

Pada Intinya, prinsip termodinamika ini sebenarnya yakni hal alami yang terjadi di dalam kehidupan sehari-hari. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan serta teknologi, termodinamika ini kemudian direkayasa sedemikian rupa sehingga kemudian menjadi suatu bentuk mekanisme yang bisa atau dapat membantu manusia di dalam kegiatannya. Aplikasi termodinamika yang begitu luas tersebut dimungkinkan karena adanya suatu perkembangan ilmu termodinamika sejak abad 17. Pada Pengembangan ilmu termodinamika ini kemudian dimulai dengan suatu pendekatan makroskopik yakni perilaku umum partikel zat yang kemudian menjadi media pembawa energi.


Proses Termodinamika

Proses termodinamika tersebut terbagi menjadi empat macam, tergantung dari keadaan dari tekanan, volume, serta  suhu di saat terjadinya proses tersebut. Proses ini umumnya digambarkan dalam diagram P-V, merupakan diagram yang menggambarkan suatu tekanan (P) serta volume (V) di saat proses terjadi. Terdapat dua hal penting yang harus diingat dari segala mcam jenis proses-proses termodinamika, yakni variabel yang berubah serta juga usaha yang dilakukan. Usaha yang terjadi pada suatu proses termodinamika tersebut bisa atau dapat diketahui dengan menghitung luasan grafik P-V.


Proses Isobarik

Isobarik ini merupakan suatu proses termodinamika yang tidak mengubah nilai tekanan sistem isobarik . Nilai usaha tersebut bisa atau dapat dihitung dengan persamaan berikut.

isobarik1

Dari rumus tersebut, kemudian diketahui juga bahwa apabila volume membesar (terjadi pemuaian) maka kemudian usaha bernilai positif, serta juga bila volume mengecil (terjadi penyusutan) maka usaha bernilai negatif.

termodinamika-proses-isobarik


Proses Isokhorik

Isokhorik ini merupakan suatu proses termodinamika yang tidak mengubah nilai volume sistem Isokhorik . Pada proses ini, nilai usaha tersebut ialah 0 disebabkan karna tidak terdapat suatu luasan bangun yang ada  pada gambar P-V.

Isokhorik1


Proses Isotermik

Isotermik ini merupakan suatu proses termodinamika yang tidak mengubah nilai suhu sistem Isotermik .

proses-Isotermik

Nilai usaha diproses isotermik tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut:

proses-Isotermik1

Dimana n ini merupakan jumlah zat yang dinyatakan yakni dengan satuan mol, R merupakan konstanta gas, serta untuk T ialah suhu. Rumus tersebut didapatkan dengan cara menggabungkan persamaan usaha pada diagram P-V dengan persamaan gas ideal.


Proses Adibatik

Adiabatik ini merupakan suatu proses termodinamika yang tidak mengubah nilai kalor sistem (Q = 0).

proses-adiabatik

Pada gas monoatomic tersebut, usaha yang dilakukan diproses adiabatik tersebut bisa atau dapat dinyatakan dengan persamaan:

proses-adiabatik1

Apabila diperhatikan dengan sekilas, proses adiabatik serta isotermik ini mempunyai diagram P-V yang serupa. Secara detil, dapat atau bisa dilihat bahwa proses adiabatik tersebut mempunyai kemiringan yang lebih curam dibandingkan dengan proses isotermik seperti contoh grafik berikut.

perbandingan-adiabatik-dan-isotermik

Apabila seluruh proses tersebut digambarkan yakni menjadi suatu diagram P-V, maka dapat didapatkan grafik berikut. Patut untuk diingat bahwa satuan-satuan yang dipakai di dalam perhitungan ialah Satuan Internasional. Sebagai contoh, satuan untuk suhu yang dipakai ialah Kelvin, sedangkan satuan untuk volume ialah m3, serta untuk satuan untuk jumlah zat ialah mol.


Sistem Termodinamika

Sistem-Termodinamika

Sistem termodinamika ini merupakan bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. Sebuah batasan yang nyata atau juga imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang disebut dengan lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika dengan berdasarkan sifat batas sistem-lingkungan serta perpindahan materi, kalor dan juga entropi antara sistem serta lingkungan.

Terdapat tiga jenis sistem dengan berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem serta lingkungan:


Sistem tertutup

Terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) namun tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau merupakan salah satu contoh dari sistem tertutup yangmana terjadi pertukaran panas namun tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau juga keduanya itu biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:

  1. Pembatas Adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas
  2. Pembatas Rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

Sistem terisolasi

Tak terjadi pertukaran panas, benda atau juga kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi ini ialah wadah terisolasi, seperti pada tabung gas terisolasi.


Sistem terbuka

Terjadi pertukaran energi (panas serta kerja) dan juga benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas tersebut kemudian memperbolehkan pertukaran benda disebut dengan sebutan permeabel. Samudra ini merupakan contoh dari sistem terbuka.

Di dalam kenyataan, sebuah sistem itu tidak bisa atau dapat terisolasi dengan sepenuhnya dari lingkungan, disebabkan oleh karna pasti terdapat terjadi sedikit adanya pencampuran, walaupun tersebut hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Di dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama yakni dengan energi yang keluar dari sistem.


Keadaan Termodinamika

Pada saat sistem di dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau juga keadaan sistem).

Untuk keadaan atau situasi termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem tersebut membentuk keadaan tersebut, disebut dengan fungsi keadaan dari sistem. Bagian selanjutnya di dalam seksi ini kemudian hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan fungsi keadaan.

Jumlah dari propertiminimal yang kemudian itu harus dispesifikasikan untukdapat menjelaskan mengenai suatu situasi atau keadaan dari sistem tertentu itu ditentukanoleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang tersebut kemudian akan berhadapan dengan properti sistem yanglebih besar, dari jumlah minimal tersebut.

Pengembangan hubungan antara properti dari situasi keadaan yang berlainan dimungkinkan. Persamaan keadaan ini ialah contoh dari hubungan tersebut.


Hukum Dasar Termodinamika

Hukum-Termodinamika

Terdapat 4 Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, diantaranya sebagai berikut :

Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika

Hukum awal menyatakan bahwa 2 sistem di dalam keadaan setimbang yakni dengan sistem ketiga, maka ketiganya di dalam saling setimbang satu dengan lainnya. Hukum tersebut dimasukkan setelah hukum pertama.


Hukum Pertama Termodinamika

Hukum yang sama juga berhubungan dengan kasus kekekalan energi. Hukum tersebut kemudian menyatakan suatu perubahan energi di dalam dari sebuah sistem termodinamika tertutup, hal itu sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai tersebut ke dalam sistem serta juga kerja yang dilakukan terhadap sistem. Hukum tersebut bisa atau dapat diuraikan menjadi beberapa proses, diantaranya proses dengan Isotermik, Isokhorik, Isobarik, serta juga adiabatik.


Hukum kedua Termodinamika

Hukum kedua termodinamika berhubungan dengan entropi. Tidak ada bunyi untuk hukum ke-II termodinamika yang terdapat hanyalah 1 pernyataan mengenai atau tentang suatu kenyataan eksperimental yang dikeluarkan oleh kelvin-plank sertajuga  clausius.

  1. Pernyataan clausius ini ialah tidak mungkin suatu sistem apapun tersebut bekerja dengan sedemikian rupa sehingga kemudian hasil satu-satunya ialah perpindahan energi yakni sebagai panas dari suatu sistem dengan suhu/temperatur tertentu itu ke sistem yakni dengan temperatur yang lebih tinggi.
  2. Pernyataan kelvin-planck adalah bahwa tidak mungkin suatu sistem itu kemudian beroperasi didalam suatu siklus termodinamika serta juga memberikan beberapa netto kerja ke sekeliling itu sambil menerima energi panas dari 1 reservoir termal. (dalam Fundamentals ofengineering thermodynamics(Moran J., Shapiro N.M.– 6th ed. – 2007–Wiley) Bab5).

Total entropi darisebuah sistem termodinamika terisolasi tersebutcenderung untuk kemudianmeningkat seiring denganberjalannya waktu, kemudian mendekati nilaimaksimumnya hal tersebut disebutjuga dengan suatu prinsip kenaikan entropi” haltersebut merupakan korolari dari ke-II pernyataan diatas (analisis Hukum ke-II termodinamika untuk suatu proses ialah dengan memakai atau menggunakan suatu sifat entropi)(sumber Fundamentals of engineeringthermodynamics (Moran J., Shapiro N.M. – 6th ed. – 2007 – Wiley) )Bab6).


Hukum ketiga Termodinamika

Hukum ketiga termodinamika ini berhubungan dengan temperatur nol absolut. Hukum ini kemudian menyatakan bahwa disaat suatu sistem tersebut kemudian mencapai temperatur nol absolut, maka kemudian seluruh proses tersebut akan berhenti serta entropi sistem itu akan mendekati nilai minimum. Hukum tersebut juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna di temperatur nol absolut bernilai nol.


Contoh Soal Termodinamika

Suatu gas itu mempunyai volume awal 10 m3 dipanaskan yakni dengan kondisi isobaris sampai volume akhirnya itu menjadi 25 m3. Apabila tekanan gas itu ialah 2 atm, maka tentukan usaha luar gasnya ! (1 atm = 1,01 x 105 Pa).

Jawab:

Diketahui bahwa:

V2 = 25 m3
V1 = 10 m3
P = 2 atm = 2,02×105 Pa

Yang Ditanyakan adalah W?
Isobaris → Tekanan Tetap, pakai rumus W = P (ΔV)

W = P(V2 −V1)
W = 2,02x 05 x(25 − 10)= 3,03×106 joule

Demikianlah penjelasan mengenai Pengertian Termodinamika, Prinsip, Konsep, Rumus, Hukum dan Contoh, semoga apa yang diuraikan dapat bermanfaat untuk anda. Terima kasih

Lihat Juga  √ Pengertian Reboisasi, Manfaat, Tujuan, Fungsi Menurut Para Ahli
Lihat Juga  √ Pengertian Basidiomycota
Lihat Juga  √ Pengertian Negara Maju, Faktor, Ciri dan Contohnya