TERMODINAMIKA

A.Hukum ke Nol Termodinamika

Konsep temperatur,seperti halnya konsep haya yang telah kita pelajari pada bab sebelumnya, berasal dari persepsi dan interpretasi manusia terhadap gejala alam yang diamati.Bedasarkan pengalaman sehari-hari, temperatur diidentifikasikan sebagai gejala yang berhubungan dengan ukuran panas dan dingin suatu benda.Tubuh kita ibarat sensor alami yang dapat memebedakan temperatur benda.

Hanya saja, tidak seperti termometer, tubuh kita tidak dapat menunjukkan berapa besar temperatur yang suatu benda dalam skala angka.Seperti yang telah Anda pelajari pada bab kalor, jika dua benda yang memiliki temperatur berbeda diinteraksikan satu sama lain, akan terjadi perpindahan kalor yang efeknya bisa kita deteksi dengan adanya perubahan temperatur.Secara umum, jika dua benda berada dalam kesetimbangan termal dengan benda ketiga maka benda ketiga tersebut juga berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain.Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum ke Nol Termodinamika TA = TB dan TB= TC, maka TA = TC

B.Hukum I Termodinamika

Mari kita tinjau beberapa contoh terjadinya proses termodinamika.Misalnya terdapat gas di dalam suatu ruang berbentuk silinder yang dielngkapi dengan piston pada bagian atas silinder. Gas tersebut di kompres hingga mencapai tekanan yang maksimum.Tekanan maksimum mengakibatkan volume gas minimum,sehingga jarak antar partikel gas menjadi semakin kecil. Keadaan ini mengakibatkan peluang terjadinya benturan antar partikel akan semakin besar yang dapat menghasilkan panas. Sebaliknya, jika volume gas diperbesar (dengan memperkecil tekanan tanpa diberi kalor), maka temperatur gas akan turun

Molekul pada permukaan yang memiliki ikatan terlemah akhirnya lepas dan menjadi uap. Kemudian tekanan uap inilah yang akan menghasilkan kerja.Peristiwa ini drangkum dalam Hukum I Termodinamika yang berbunyi : "Besar perubahan kalor dalam sistem adalah sama dengan jumlah perubahan energi dalam sistem dan kerja yang dilakukan".Secara matematis, bunyi dari Hukum I Termodinamika tersebut dapat ditulis dalam bentuk persamaan. ∆Q = ∆U + W

• Dengan : ∆Q = perubahan kalor dalam sistem.

                         Sistem melepaskan kalor → negatif(-)

                         Sistem menerima kalor → positif(+)

                         ∆U = perubahan energi dalam sistem (energi dalam)

                         Energi dalam sistem berkurang→negatif(-)(jika suhu turun)

                         Energi dalam sistem bertambah→positif(+)(jika suhu bertambah)

                         W = kerja sistem

                         Sistem menerima kerja→negatif(-)(biasanya dalam proses kompresi)

                         Sistem melakukan kerja→positif(+)

D. Jenis-Jenis Proses Termodinamika

1. Proses adiabatik

      Proses adiabatik adalah suatu proses termodinamika di mana tidak terjadi perpindahan kalor pada saat berlangsung, baik dari lingkungan ke sistem maupun sebaliknya. Jadi, selama proses berlangsung kalor dalam sistem termodinamika selalu konstan,sehingga perubahan kalor ∆Q = 0. Jika kita terapkan pada Hukum I Termodinamika, akan diperoleh ∆U = -W

2. Proses isotermal

   Proses isotermal adalah suatu proses termodinamika yang pada saat prosesnya berlangsung, temperatur dalam sistem konstan. Jadi temperatur akhir dari sistem(setelah proses berlangsung) sama dengan temperatur awal sistem(setelah proses berlangsung). Kita tinaju sejumlah gas dalam silinder yang dilengkapi dengan piston.Ketika gas menerima kalor luar disertai dengan penambahan volume gas, maka temperatur gas dapat dijaga konstan.

3. Proses isobarik

     Proses isobarik merupakan suatu proses yang terjadi pada tekanan konstan. Jadi, tekanan dalam sistem sebelum dan sesudah proses berlangsung adalah sama. Seperti yang terjadi pada siklus diesel, sistem menerima kalor pada saat terjadinya pertambahan volume sehingga tekanan dalam sistem menjadi konstan. Jika sebagai sistem adalah gas ideal dengan persamaan PV = nRT, maka akan terjadi perbandingan antara volume sistem terhadap temperatur sistem akan menjadi konstan.

4. Proses isokhorik

      Proses isokhorik merupakan suatu proses termodinamika yang terjadi pada volume konstan. Jadi volume sistem sebelum dan sesudah proses berlangsung adalah sama. Dalam proses ini sistem sedang tidak melakukan atau menerima kerja (W= 0) seperti yang terjadi pada Siklus Otto. Sistem menerima dan melepaskan kalor pada saat volume konstan. Sehingga pada saat menerima kalor luar, tekanan dalam sistem meningkat tajam hingga mencapai tekanan maksimum dan setelah sistem melepaskan kalor, tekanan dalam sistem turun hingga mencapai tekanan yang minimum.