Termodinamika (Fisika Kelas 11)

3 min read

Termodinamika – Pada kesempatan kali ini, budisyaqier.com akan membahas materi fisika mengenai Termodinamika. Simak penjelasan lebih lengkapnya di bawah. Semoga bermanfaat!

Pengertian Termodinamika

Pengertian Termodinamika
Pengertian Termodinamika

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani, “thermos” yang berarti panas dan “dynamic” yang artinya gerak atau perubahan. Termodinamika adalah salah satu cabang dari ilmu fisika yang mempelajari panas dan temperatur, serta hubungan keduanya pada energi dan gerak.

Dilansir dari Wikipedia, pengertian termodinamika yaitu:

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = ‘panas’ and dynamic = ‘perubahan’) adalah fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana hubungan termodinamika berasal.

Wikipedia

Sementara itu, termodinamika menurut KBBI adalah:

ter.mo.di.na.mi.ka /tèrmodinamika/ilmu pengetahuan tentang transformasi energi, perubahan keadaan, dan kesetimbangan sekumpulan partikel yang membentuk gas, zat cair atau zat padat, terutama yang berhubungan dengan sifat termal

KBBI Daring

Prinsip-Prinsip Termodinamika

Penerapan prinsip-prinsip termodinamika yang meliputi Mekanika, Panas dan Kalkulus Diferensial.

Penyelesaian suatu masalah atau problema secara termodinamika dilakukan melalui beberapa tahapan, yakni sebagai berikut :

  1. Formulasi problem ke dalam besaran & bentuk termodinamika. Hal ini yang dikatakan sebagai mengubah bahasa dalam problem ke dalam bahasa termodinamika, kemudian merumuskannya dengan menggunakan besaran-besaran termodinamika.
  2. Evaluasi sifat dan fungsi termodinamika, berarti melakukan analisis terhadap formulasi yang telah disusun pada langkah pertama (1).
  3. Tahap ini membutuhkan pemahaman pengetahuan termodinamika yang memadai agar tidak terjadi kesalahan persepsi terhadap arah atau tujuan problema tersebut.
  4. Penyelesaian problem termodinamika. Pada tahap ini dibutuhkan dukungan pengetahuan matematika atau kalkulus (deferensial, integral) sehingga dapat diperoleh jawaban yang valid atau bisa dipertanggungjawabkan.
  5. Ketiga langkah penyelesaian termodinamika tersebut harus berpijak pada dalil-dalil atau kaidah-kaidah dalam termodinamika.

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, termodinamika direkayasa sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk mekanisme yang bisa membantu manusia dalam kegiatannya.

Aplikasi termodinamika yang begitu luas dimungkinkan karena adanya perkembangan ilmu termodinamika sejak abad 17.

Pengembangan ilmu termodinamika dimulai dengan pendekatan makroskopik yakni perilaku umum partikel zat yang menjadi media pembawa energi.

Sistem Termodinamika

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

Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:

Sistem Tertutup

Terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan.

Rumah hijau ialah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan.

Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya yakni :

  • Pembatas Adiabatik : Tidak memperbolehkan pertukaran panas.
  • Pembatas Rigid : Tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

Sistem Terisolasi

Tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.

Sistem Terbuka

Terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya.

Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.

Hukum Termodinamika

Hukum termodinamika ada 4, yaitu:

Hukum Awal (Zeroth Law/Hukum ke-0)

“Jika dua sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, maka mereka berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain”

Hukum awal menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya. Hukum ini dimasukkan setelah hukum pertama.

Hukum Termodinamika 1

“Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja.”

Hukum yang sama juga terkait dengan kasus kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari 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 menjadi beberapa proses, yaitu proses dengan Isokhorik, Isotermik, Isobarik, dan juga adiabatik.

Terdapat persamaan matematik yang menjelaskan hukum ini, yaitu:

Q = ∆U + W

Keterangan:
Q = kalor yang diterima atau dilepas (J)
W = energi atau usaha (J)
ΔU = perubahan energi (J)

Aturan Positif Negatif

  • Q bertanda positif (+) jika sistem menyerap kalor; negatif (-) bila sistem melepas kalor
  • W bertanda positif (+) jika sistem melakukan kerja; negatif (-) bila sistem diberikan kerja
  • ΔU bertanda positif (+) jika sistem mengalami kenaikan suhu; negatif (-) jika sistem mengalami penurunan suhu

Hukum Termodinamika 2

“Kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.”

Hukum ini berbicara tentang kondisi alami dari alur kalor pada suatu objek dengan sistem. Kalor mengalir secara alami dari benda panas ke benda dingin; kalor tidak akan mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas tanpa dilakukan usaha.

Hukum Termodinamika 3

“Suatu sistem yang mencapai temperatur nol absolut, semua prosesnya akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.”

“Entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.”

Hukum termodinamika yang terakhir membahas tentang temperatur nol absolut. Menurut hukum ini, ketika suatu sistem mencapai temperatur nol absolut (dalam derajat Kelvin), semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mencapai nilai minimum. Hukum ketiga ini turut menyatakan entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut juga bernilai nol.

Demikianlah artikel mengenai Termodinamika. Apabila ada pertanyaan, kamu dapat bertanya melalui kolom komentar dibawah ini.

Hosting Unlimited Indonesia

Hukum Kepler – Fisika Kelas 10

Hukum Kepler – Pada kesempatan kali ini, budisyaqier.com akan membahas materi fisika mengenai Hukum Kepler. Simak penjelasan lebih lengkapnya di bawah. Semoga bermanfaat! Daftar Isi1 Pengertian...
Afifa Atira
2 min read

Efek Doppler – Fisika Kelas 11

Efek Doppler – Pada kesempatan kali ini, budisyaqier.com akan membahas materi fisika mengenai Efek Doppler. Simak penjelasan lebih lengkapnya di bawah. Semoga bermanfaat! Daftar Isi1 Pengertian...
Afifa Atira
1 min read

Alat Optik – Fisika Kelas 11

Alat Optik – Pada kesempatan kali ini, budisyaqier.com akan membahas materi fisika mengenai Alat Optik. Simak penjelasan lebih lengkapnya di bawah. Semoga bermanfaat! Daftar Isi1 Pengertian...
Afifa Atira
2 min read

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *