7.5 Keterbalikan Kimiawi

Beberapa di antara proses yang paling menarik yang berlangsung dalam alam menyangkut perubahan spontan struktur internal ,komposisi kimiawi,kerapatan bentuk kristal ,dan sebagainya.Beberapa contohnya sebagai berikut.

Pembentukan senyawa kimia baru

1 Semua reaksi kimia.

Gambar : Proses pembentukan ikatan C dan H

(Sumber gambar: http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/01/ikatan-kimia-terbaru.html)

Pencampuran dua zat yang berbeda

2 Difusi dua jenis gas ideal yang lembam.

3 Pencampuran alkohol dengan air

Perubahan fase yang mendadak

4 Pembekuan cairan yang sangat dingin

Gambar pompa pendingin

(Sumber gambar: http://indonesian.cosmeticmakingmachine.com/photo/cosmeticmakingmachine/editor/20120613120103_97714.jpg)

5 Pengembunan uap yang sangat jenuh

Pengangkutan zat antara fase yang bersentuhan

6 Pelarutan zat padat dalam air

Gambar: Melarutkan gula dalam air

7 Osinosis

Proses semacam ini paling sulit ditangani dan lazimnya diperlakukan dengan metode khusus. Metode semacam ini merupakan cara yang dikenal sebagai termodinamika kimiawi .Dapat diperlihatkan bahwa difusi dua jenis gas ideal yang lembam setara dengan dua pemuaian bebas yang tidak tergantung satu sama lain karena pemuaian bebas takterbalikkan ,maka difusi juga takterbalikkan.Pada saat ini ,kita harus menerima bahwa proses yang disebutkan di atas adalah takterbalikkan.Proses yang menyangkut perubahan spontan struktur kimiawi,kerapatan ,fase,dan dikatakan orang memperlihatkan ketakterbalikkan kimiawi.

7.6 Syarat Keterbalikkan

Proses takterbalikan merupakan akibat langsung hukum kedua termodinamika ,yaitu :

“Semua proses spontan alamiah adalah proses takterbalikkan”

Supaya suatu proses terbalikkan ,proses itu tidak boleh mempunyai kekhasan sebagai berikut.

1. Persyaratan untuk kesetimbangan mekanis ,termal ,atau kimia ,yaitu kesetimbangan termodinamika tidak dipenuhi.

2. Pengaruh lesap,seperti viskositas ,gesekan,ketakkenyalan,resistansi listrik,dan histeresis magnetik terdapat.

Jika proses berlangsung kuasi-statik ,sistem melewati keadaan kesetimbangan termodinamika yang dapat dilalui baik dalam satu arah maupun arah yang berlawanan. Jika tidak terdapat pengaruh lesap,semua kerja yang dilakukan oleh sistem . Ketika berlangsungnya proses dalam satu arah dapat dikembalikan ke sistem itu ketika proses proses baiknya berlangsung.

Kesimpulannya bahwa proses terbalikkan terjadi jika :

1. dilakukan secara kuasi-statik.2. tidak disertai dengan pengaruh lesap apapun .

Karena tidak mungkin memenuhi kedua persyaratan itu dengan sempurna ,diketahui bahwa proses terbalikkan merupakan abstraksi ideal yang sangat berguna untuk teoritis tetapi tidak ada dalam kenyataan . Dalam pengertian ini anggapan mengenai proses terbalikkan dalam termodinamika serupa dengan anggapan yang sering diambil dalam mekanika ,seperti pegas tidak bermassa ,katrol tidak bergesekan,dan massa titik.

Suatu tandon kalor didefinisikan sebagai benda yang massanya sangat besar yang dapat menyerap atau memberikan kalor dalam jumlah tidak terbatas tanpa mengalami perubahan yang berarti dalam koordinat termodinamika.Perubahan yang terjadi berlangsung sangat lambat dan kecil sehingga proses lesapan tidak akan pernah terjadi.Jadi, bila kalor masuk atau keluar dari suatu tandon ,maka perubahan yang terjadi dalam tandon sama dengan perubahan yang akan terjadi jika jumlah kalor yang sama dipindahkan secara terbalikkan.

Dalam suatu laboratorium dapat dibuat suatu kondisi yang menghampiri kondisi yang diperlukan untuk melaksanakan proses terbalikkan . Contohnya, jika gas dimasukkan ke dalam silinder yang dilengkapi denga piston yang terlumas baik dan dibiarkan memuai sangat lambat melawan gaya yang menahannya yang ditimbulkan baik oleh benda yang digantungkan pada katrol tidak bergesekan atau pegas elastik,maka gas itu mengalami proses yang lebih kurang terbalikkan.Hal ini sama berlaku untuk kawat dan selaput permukaan.

Pemindahan terbalikkan dari arus listrik melalui sel listrik dapat dibayangkan sebagai berikut ini. Jika ada suatu motor yang hambatan kumparannya dapat diabaikan kita putar sampai elektromotansi baliknya hanya sedikit berbeda dengan elektromotansi sel. Anggaplah selanjutnya motornya tergandeng dengan benda yang digantungkan melalui katrol tidak bergesekan atau pegas elastik. Jika selnya sendiri maupun kawat penghubung dengan motor memiliki hambatan yang dapat diabaikan ,maka berlangsunglah pemindahan listrik yang terbalikkan.

Kita sering melakukan proses penolong sehingga sistem melalui keadaan kesetimbangan termodinamika jika kita ingin sampai pada kesimpulan mengenai sistem termodinamika .Menganggap proses kuasi-statik saja seringkali tidaklah cukup karena jika terdapat proses pelesapan ,mungkin ada aliran kalor atau perubahan energi internal dari sistem tetangganya yang bisa membatasi kesahihan penalarannya.Untuk menjamin bahwa hanya keadaan setimbang dari sistem saja yang ditinjau tanpa perlu memperhitungkan pengaruh kerja yang terlesapkan dalam sistemnya sendiri atau dalam benda lain yang ada di sekelilingnya. Kita perlu mengambil konsep penolong mengenai proses terbalikkannya walaupun anggapan ini kadang nampak drastis.