Hukum i Term Odin a Mika
Transcript of Hukum i Term Odin a Mika
Hukum Pertama Termodinamika
A. Sistem dan Lingkungan
Suatu sistem termodinamika adalah suatu masa atau daerah yang
dipilih untuk dijadikan obyek analisis. Daerah sekitar sistem tersebut
disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem dengan lingkungannya
disebut batas sistem (boundary), seperti terlihat pada Gambar 1. Dalam
aplikasinya batas sistem merupakan bagian dari sistem maupun
lingkungannya, dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak.
Skema sistem temodinamika
B. Jenis Sistem Termodinamika
Ada tiga jenis sistem termodinamika berdasarkan jenis pertukaran
yang terjadi antara sistem dan lingkungan:
1. Sistem Terisolasi
Pada sistem ini tidak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja
dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah
terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
2. Sistem Tertutup
Pada sistem ini terjadi pertukaran energi tapi tidak terjadi
pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh
sistem
Batas Sistem
LINGKUNGAN
Tugas Thermodinamika
Nama : Candra Alim SNIM : 095524054
dari sistem tertutup dimana terjadi pertukaran panas tetapi tidak
terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem
terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya
dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
a pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
b pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
3. Sistem Terbuka
Pada sistem ini terjadi pertukaran energi dan benda dengan
lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran
benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem
terbuka.
C. Hukum I Termodinamika
Hukum termodinamika pertama berbunyi “Energi tidak dapat
diciptakan dan dimusnahkan tetapi dapat dikonversi dari suatu bentu ke
bentuk yang lain”. Hukum pertama adalah prinsip kekekalan energi yang
memasukan kalor sebagai model perpindahan energi. Menurut hukum
pertama, energi di dalam suatu benda dapat ditingkatkan dengan cara
menambahkan kalor ke benda atau dengan melakukan usaha pada benda.
Hukum pertama tidak membatasi arah perpindahan kalor yang dapat terjadi.
Berdasarkan hukum kekekalan energi maka Hukum I
Termodinamika dirumuskan:
Yaitu : U = Q + W
Dengan : U = U2-U1
Jadi, hukum pertama termodinamika adalah prinsip kekekalan
energi yang diaplikasikan pada kalor, usaha, & energi dalam. Hukum I
termodinamika menyatakan bahwa kalor yang terlibat diubah menjadi
perubahan energi dalam & usaha.
D. Penerapan Hukum I Termodinamika pada Proses Termodinamika
Hukum pertama termodinamika dilakukan dalam empat proses,
yaitu:
1. Proses Isotermal
Dalam proses ini, suhu sistem dijaga agar selalu konstan. Suhu gas ideal
berbanding lurus dengan energi dalam gas ideal dan tekanan sistem
berubah penjadi (tekanan sistem berkurang).
grafik proses isotermal
2. Proses Adiabatik
Dalam proses adibiatik, tidak ada kalor yang ditambahkan pada sistem
atau meninggalkan sistem (Q = O). Proses adibiatik bisa terjadi pada
sistem tertutup yang terisolasi dengan baik. Untuk sistem tertutup yang
terisolasi dengan baik, biasanya tidak ada kalor yang dengan seenaknya
mengalir kedalam sistem atau meninggalkan sistem. Proses adibiatik
juga bisa terjadi pada sistem tertutup yang tidak terisolasi. Proses
dilakukan dengan sangat cepat sehingga kalor tidak sempat mengalir
menuju sistem atau meninggalkan sistem.
grafik proses adiabatik
3. Proses Isokhorik
Dalam prose isokhorik, volume sistem dijaga agar selalu konstan.
Karena volume sistem selalu konstan, maka sistem tidak bisa melakukan
kerja pada lingkungan. Demikian juga sebaliknya, lingkungan tidak bisa
melakukan kerja pada sistem.
grafik isokhorik
4. Proses Isobarik
Dalam proses isobarik, tekanan sistem dijaga agar selalu konstan.
Karena yang konstan adalah tekanan maka perubahan energi dalam (U)
,kalor (Q), dan kerja (W) pada proses isobarik tidak ada dan bernilai nol.
Dengan demikian, persamaan hukum pertama termodinamika tetep utuh
seperti semula.
grafik isobarik
E. Hukum I Termodinamika pada Manusia
Kita bisa menerapkan hukum pertama termodinamika pada
manusia : Agar bisa bertahan hidup, setiap makhluk hidup, baik manusia,
hewan atau tumbuhan tentu saja membutuhkan energi. Kita tidak bisa
belajar, jalan-jalan atau berolahraga kalau tubuh kita lemas tak berdaya
karena kekurangan energi. Biasanya tubuh memperoleh energi dari
makanan. Ketika menyantap makanan, kita membawa energi potensial
kimia yang terkandung dalam makanan ke dalam tubuh. Adanya tambahan
energi dari makanan menyebabkan energi potensial kimia dalam tubuh kita
bertambah (U bertambah).
Selanjutnya energi tersebut dipakai untuk melakukan Kerja (W).
Banyak sekali bentuk kerja yang kita lakukan, olahraga, jalan-jalan, belajar
dan lain sebagainya. Energi yang kita peroleh dari makanan juga digunakan
tubuh untuk menghasilkan sel-sel yang baru, menggantikan sel-sel lama
yang rusak. Adanya sel-sel yang baru membuat dirimu bisa bertambah
tinggi, dan gemuk.
Selain dipakai untuk melakukan kerja, sebagian energi dibuang ke
luar tubuh (udara dan sekitarnya) dalam bentuk kalor alias panas. Setiap
proses metabolisme dalam tubuh biasanya menghasilkan kalor atau panas.
Demikian juga ketika melakukan kerja, tubuh terasa panas. Panas alias
kalor tersebut dibuang melalui keringat (melalui poses penguapan) dan lain-
lain. Setelah melakukan kerja dan membuang-buang kalor ke luar tubuh,
kita akan merasa lapar lagi. Ketika merasa lapar, tubuh memberi tahu kita
bahwa stok energi dalam berkurang. Dan kita akan menambah energi
dengan makan.
F. Aplikasi Hukum I Termodinamika dalam Kehidupan
Selain pada proses termodinamika dan manusia, penerapan hukum
I termodinamika juga dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misal:
1. Termos
Pada alat rumah tangga tersebut terdapat aplikasi hukum I
termodinamika dengan sistem terisolasi. Dimana tabung bagian dalam
termos yang digunakan sebagai wadah air, terisolasi dari lingkungan
luar karena adanya ruang hampa udara di antara tabung bagian dalam
dan luar. Maka dari itu, pada termos tidak terjadi perpindahan kalor
maupun benda dari sistem menuju lingkungan maupun sebaliknya.
2. Mesin kendaraan bermotor
Pada mesin kendaraan bermotor terdapat aplikasi termodinamika
dengan sistem terbuka. Dimana ruang didalam silinder mesin
merupakan sistem, kemudian campuran bahan bakar dan udara masuk
ke dalam silinder, dan gas buang keluar sistem melalui knalpot.
Pendapat :
Hukum termodinamika pertama yang berbunyi “Energi tidak dapat
diciptakan dan dimusnahkan tetapi dapat dikonversi dari suatu bentu ke bentuk
yang lain”. Hukum pertama ini didasarkan atas prinsip kekekalan energi yang
memasukan kalor sebagai model perpindahan energi. Menurut hukum pertama,
energi di dalam suatu benda dapat ditingkatkan dengan cara menambahkan kalor
ke benda atau dengan melakukan usaha pada benda. Hukum pertama tidak
membatasi arah perpindahan kalor yang dapat terjadi. Jadi, hukum pertama
termodinamika adalah prinsip kekekalan energi yang diaplikasikan pada kalor,
usaha, & energi dalam. Hukum I termodinamika menyatakan bahwa kalor yang
terlibat diubah menjadi perubahan energi dalam & usaha.
Penerapan Hukum I termodinamika pun beragam, salah satunya adalah
penerapan pada proses Isothermal dimana proses yang mempertahankan agar suhu
sistem selalu konstan. Penerapan pada proses lain pun ada, misal penerapan pada
proses Adiabatik, Isokhorik, Isobarik. Penerapan Hukum I termodinamika pun
dapat dijumpai pada manusia maupun kehidupan sehari – hari.