Termodinamika adalah nama yang diberikan untuk studi proses dimana energy ditransfer sebagai kalor dan sebagai kerja. Kerja dilakukan ketika energy ditransfer dari satu benda ke benda lain melalui cara cara mekanis . Sedangkan kalor merupakan transfer energy dari satu benda ke benda kedua yang temperaturnya lebih rendah. Berarti kalor sangat mirip dengan kerja. Untuk membedakannya , kalor didefinisikan sebagai transfer energy yang disebabkan oleh perbedaan temperature, sementara kerja ialah transfer energy yang tidak disebabkan oleh perbedaan temperature.
Dalam membahas termodinamika seringkali mengacu ke suatu system tertentu. Sistem adalah benda atau sekumpulan benda apa saja yang akan diteliti. Benda benda lainya dialam semesta ini akan disebut sebagai lingkungan. Ada beberapa macam system . Sistem tertutup adalah system dimana tidak ada massa yang masuk maupun keluar ( tetapi energy dapat dipertukarkan dengan lingkungan ). Sistem Terbuka , massa bisa masuk atau keluar ( demikian pula energy ). Banyak system ( yang dianggap ideal ) yang dipelajari di fisika yang merupakan system tertutup . Tetapi banyak system , termasuk tumbuhan dan hewan, merupakan system terbuka karena mereka bertukat materi ( makanan, oksigen, hasil pembuangan ) dengan lingkungan. Sistem tertutup dikatakan system terisolasi jika tidak ada energy dalam bentuk apapunyang melintasi batasnya.
Hukum Utama Termodinamika
Energi dalam system sebagai jumlah total semua energy molekul pada system. Kita mengharapkan bahwa energy dalam system akan naik jika kerja dilakukan padanya. Atau jika kalor ditambahkan pada system. Dengan cara yang sama , energy dalam akan menurun jika kalor keluar dari system atau jika kerja dilakukan oleh system pada lainnya.
Berarti dari kekelan energy, adalah masuk akal untuk mengemukakan sebuah hukum yang penting; perubahan energy dalam pada system yang tertutup, 
, akan sama dengan kalor yang ditambahkan ke system dikurangi kerja yang dilakukan oleh system:
, akan sama dengan kalor yang ditambahkan ke system dikurangi kerja yang dilakukan oleh system:
Dimana Q adalah kalor total yang ditambahkan ke system, W adalah kerja total yang dilakukan oleh system.
Perjanjian Tanda :
Q bertanda ( + ) jka kalor ditambahkan pada system
Q bertanda ( - ) Jika kalor dilepaskan oleh system
W bertanda ( + ) Jika system melakukan usaha
W bertanda ( - ) Jika system dilakukan usaha
Penggunaan hukum pertama
(a) Sejumlah kalor yang sama dengan 2500 J ditambahkan ke system , dan dilakukan kerja 1800 J pada system. Berapa perubahan energy dalam system ? ( b ) Berapa besar perubahan energy dalam jika 2500 J kaor ditambahkan pada system dan kerja 1800 J dilakukan oleh system ?
Penyelesaian
(a) Kita gunakan hukum termodinamika pertama . Kalor yang ditambahkan pada system Q = 2500 J. Kerja yang dilakukan oleh system W adalah – 1800 J. Mengapa ada tanda minus ? karen 1800 J yang dilakukan pada system ( sebagaimana diketahui ) sama dengan – 1800 J yang dilakukan oleh system
Secara intuitif , anda mungkin berfikir bahwa 2500 J dan 1800 J perlu ditambahkan , karena keduanya mengacu ke energy yang ditambahkan pada system. Anda mungkin benar.
(b) Kalor tetap ditambahkan ke system , sehingga Q = + 2500 J, tetapi sekarang kerja dilakukan oleh system. Berarti
Artikel Terkait
0 komentar:
Posting Komentar