Termodinamika Secara Makroskopik Dan Microscopik

8/17/2019 Termodinamika Secara Makroskopik Dan Microscopik

1/8

Termodinamika secara makroskopik dan microscopik

Suatu sistem dapat dilihat secara makroskopik dan microskopik.

Memandang sistem secara makroskopik maksudnya adalah memandang

sistem secara besar, dalam hal ini sistem tidak dilihat dari struktur materi

dari sistem tersebut seperti molekul, atom bahkan subatomik. Walaupun

sebenarnya perilaku suatu sistem ditentukan oleh struktur molekuler dari

sistem tersebut. Cara pandang ini juga disebut sebagai termodinamika

klasik

Sedangkan cara pandang yang kedua adalah secara microskopik.

Cara pandang ini melihat suatu sistem dari struktur penyusunannya.

Pandangan ini menentukan perilaku suatu sistem dengan melihat

karakteristik dari bahan penyusun sistem tersebut. Cara pandang ini juga

disebut sebagai Statistical termodynamic.

Sifat, Keadaan dan Proses dalam suatu sistem

Sifat adalah karakteristik makroskopik dari suatu sistem seperti

massa, volume, tekanan yang berupa angka yang bisa diperoleh saat itu

juga tanpa mengetahui perilaku sistem tersebut sebelumnya.

Termodinamika juga memiliki besaran lain yang bukan merupakan sifat

dari sistem, seperti aliran massa dan transfer energi akibat kalor dan

usaha.

State adalah kondisi dari sistem yang diperlihatkan oleh sifat sistem

tersebut. pabila sifat dari suatu sistem berubah, maka state atau

kedaannya pun akan berubah, dikatakan bah!a sistem sedang dalam

proses. Proses merupakan perubahan dari suatu keadaan ke keadaan

yang lainnya. Suatu sistem dikatakan dalam keadaan steady State jika

sifat dari sistem tersebut tidak berubah.

Siklus termodinamika adalah suatu rangkaian proses yang memiliki

keadaan a!al dan keadaan akhir yang sama. Sehingga, setelah siklus

tersebut selesai, maka tidak ada keadaan yang berubah.

Sifat extensif dan intensi dalam suatu proses

Sifat dari suatu sistem dikatakan e"tensif jika nilai dari keseluruhan

sistem adalah jumlah nilai dari masing#masing bagiannya. Sifat e"tensif

bergantung pada ukuran dari sistem tersebut seperti massa, volume,

energi dan sifat#sifat yang lain. Sedangkan sifat sistem dikatakan intensif

jika sifat tersebut tidak bergantung pada ukuran sistem. Contohnya

adalah suhu, tekanan, dll

Phase Dan Bahan murni


2/8

Phase berhubungan dengan jumlah $at yang homogen dalam suatu

sistem, baik komposisi kimia ataupun struktur %sika. &stilah homogen

dalam struktur %sika maksudnya adalah apakah seluruh sistem tersebut

berupa solid, li'uid atau gas. Suatu sistem dapat terdiri dari phase yang

berbeda, misalnya suatu sistem yang terdiri dari air dalam bentuk cairdan dalam bentuk gas. pabila terdapat lebih dari satu phase, maka

phase tersebut terpisahkan oleh batas phase ( phase boundaries ).

Suatu sistem dapat terdiri dari lebih dari satu phase namun tetapi

komponen kimia dari masing#masing phase tersebut haruslah sama, ini

lah yang disebut sebagai bahan murni ( pure substance ) .

Equilibrium

)'uilibrium adalah suatu keadaan dimana terjadi keseimban gaya

dan keseimbangan pengaruh lainnya. Contohnya adalah ketika kita

mengisolasi suatu sistem dari lingkungannya, kemudian pada saat

tertentu amati perubahan sifat dari sistem tersebut. pabila tidak terjadi

perubahan apapun, maka dapat dikatakan bah!a sistem tersebut sedang

dalam keadaan e'ulibrium ( seimbnag *.

Actual and quasiequilibrium

Sistem yang bekerja pada suatu proses, belum tentu mengalami

e'ulibrium selama proses itu berlagsung. +adang kala sebuah proses

dimodelkan menjadi ideal proses atau biasa disebut 'uasie'uilibrium.

Semua keadaan dalam 'uasie'uilibrium dianggap dalam keadaan

e'uilibrium. Perhatian kita dalam proses 'uasie'uilibrium berasal dari

pertimbangan sebagai berikut

a. Pemodelan termodinamika yag sederhana memberikan lebih

sedikit informasi 'ualitatif tentang kelakuan sistem yang

sebenarnya. Pemodelan termodinamika yang sederhana ini dapat

dikembangkan dengan menggunakan konsep proses

'uasie'uilibrium.b. +onsep proses 'uasie'uilibrium meruoakan suatu alat dalam

memutuskan hubungan yang ada pada sifat sifat sistem

e'uilibrium.

Menukur massa, pan!an, "aktu dan a#a

+etika kita sedangan melakukan perhitungan -isika, pasti kita harus

memperhatikan mengenai satuan dari nilai yang sedang kita hitung.

Satuan adalah jumlah khusus dari suatu nilai yang dibandingkan

dengan jumlah lain pada pengukuran yang sama. Sebagai contohadalah meter, kilometer, milimeter adalah satuan dari panjang.


3/8

Perhitungan dalam %sika sangat berhubungan dengan de%nisi dan

hukum. dalam -isika dikenal terdapat macam dimensi, yaitu

dimensi primer dan dimensi sekunder. /imensi primer merupakan

dimensi yang tidak diturunkan dari besaran yang lain. Sedangkan

dimensi sekunder adalah dimensi yang diturunkan dari dimensiprimer.

Satuan S$

Satuan S& adalah satuan yang telah disepakati oleh sebagian besar

negara di dunia. S& merupakan kepanjangan dari Systeme &nternational

d01nites. 2erikut ini adalah satuan dasar S&

Satuan lain yang digunakan dalam -isika diturunkan dari satuan

dasar S&. 2eberapa satuan lain tersebu dapat dilihat pada tabel

berikut

Terkadang kita harus menemukan suatu nilai yang sangat kecil atau

sangat besar, untuk mempermudah hal tersebut, kita dapatmenggunakan S& pre%" seperti pada tabel berikut ini


4/8

Enlish Enineerin %nits

Walaupun satuan S& telah digunakan dan dsetujui oleh banyak

negara, namun masih terdapat satuan lain yang digunakan oleh

komunitas eangineering di merika dan beberapa negara lain.

2anyannya alat industri merika dan fariasi data yang lebih bernilai

menyebabkan mereka membutuhlan satuan lain selain satuan S&.


5/8

T&3413 T)5M6/&3M&+ M+56S+6P&+ /3 M&+56S+6P&+

Termodinamika dapat ditinjau secara makroskopik dan microskopik.

Pendekatan termodinamika secara makroskopik mengkaji sifat

termodinamika secara keseluruhan. Pendekatan ini juga sering

disebut sebagai termodinamika klasik. /alam prndekatan ini, tidak

dilakukan penggunan struktur materi secara langsung, !alaupun

tidak dapat dipungkiri bah!a struktur materi berpengaruh terhadap

perilaku dari sistem tersebut. Termodinamika klasik ini memberikan

analisa dan perancangan yang lebih jelas, selain itu juga

menggunakan perhitungan yang lebih sederhana.

Sedangkan termodinamika secara mikroskopik adalah tinjauan

termodinamika dari struktur materinya. Termodinamika mikroskopik

juga disebut sebagai termodinamika statistik. Termodinamikamikroskopik mempelajari perilaku rata#rata dari partikel penyusun

sistem yang dikaji dan dihubungan dengan perilaku sistem secara

makroskopik.

S&-T, +)/3 /3 P56S)S

Sifat sistem merupakan karakteristik makroskpik dari suatu sistem

yang dapat ditentukan pada suatu !atu tertentu tanpa mengetehaui

bagaimana kondisi sistem tersebut sebelumnya. Sifat sistem

contohnya adalah massa, volume, dan tekanan.

Sedangkan , +eadaan adalah kondisi dari suatu sistem yang

bergantung pada sifat dari sistem tersebut. +eadaan dapat

ditentukan berdasarkan sifat#sifat sistem.

7ang terakhir adalah yang disebut sebagai proses. Proses dalam

suatu sistem dapat terjadi apabila terjadi perubahan sifat yang

mengakibatkan perubahan keadaan dari sistem tersebut. Proses

merupakan bentuk perubahan dari keadaan yang satu ke keadaan

yang lainnya. pabila tidak terjadi perubahan sifat dari sistem di duasaat yang berbeda maka sistem dikatakan alam keadaan steady

state ( keadaan tunak *.

Siklus dalam termodinamika merupakan suatu proses dimana sifat

sistem tersebut apad keadaan a!al sama dengan sifat sistem

tersebut pada keadaan akhir. /engan demikian tidak terjadi

perubahan neto selama siklus itu berlangsung.

Pada suatu keadaan tertentu, sifat dari suatu sistem dapat ditentukan

tanpa harus mengetahui bagaimana sistem tersebut mencapaikondisi tersebut. Sehingga kita hanya perlu mengetahui keadaan


6/8

a!al dan keadaan akhirnya saja. Sebaliknnya suatu besaran

merupakan sifat jika dan hanya jika besaran tersebut tidak

dipengaruhi oleh proses dan hanya bergantung pada keadaan a!al

dan keadaan akhir.

S&-T )+ST)3S&- /3 &3T)3S&-

/alam termodinamika, sifat dari sistem dibedakan menjadi dua, yaitu

sifat ekstensif dan sifat intensif. Sifat ekstensif adalah sifat dari suatu

sistem merupakan penjumlahan dari sifat masing#masing bagian

sistem. Contoh sifat ekstensif adalah massa dan volume. Sedangkan

sifat intensif merupakan sifat yang tidak dipengaruhi oleh ukuran dari

sistem tersebut. Sifat intensif ini tidak dapat dijumlahkan seperti

pada sifat ekstensif. Contoh sifat intensif adalah tekana dan

temperatur.

-S) /3 8T M153&

-ase menggambarkan sebuah materi yang memiliki kondisi yang

sama ( homogen * dalam komposisi kimia maupun struktur %sikanya.

Suatu sistem bisa terdiri dari satu fase ataupun lebih.

8at murni adalah $at yang memiliki komposisi kimia yang sama dan

tetap. Walaupun $at tersebut berada dalam fase yang berbeda

namun komposisi kimianya akan selalu sama dan tetap.

+)S)T&M2393

Tidak hanya dalam mekanika, di dalam termodinamikapun juga

gerdapat konsep kesetimbangan. +esetimbangan dalam

termodinamika tidak hanya mencakup kesetimbangan gaya tetapi

juga mencakup kesetimbangan dari berbagai faktor yang

berpengaruh. +esetimbangan harus dicapai tiap#tiap bagian dari

sistem agar terjadi kesetimbangan sistem secara menyeluruh.

pabila sebuah sistem diisolasi terhadap lingkungan, maka sistem

tersebut dikatakan berada dalam kesetimbangan bila tidak terjadi

perubahan sifat. 4adi dapat disimpulkan bah!a sistem berada dalam

keadaan setimbang bia sistem memiliki kecenderungan untuk tidak

berubah konsisi ketika sistem tersebut diisolasi dari lingkangannya.

P56S)S +)S)T&M2393 S)ST /3 +)S)T&M2393 +T1:

/alam kesetimbangan aktual, tidak menutup kemungkinan bah!a

pada saat proses berlangsung terjadi ketidaksetimbangan.

+esetimbangan aktual hanya melihat keadaan sebelum proses

berlangsung dan setelah proses berlangsung. 3amun !alaupun kita


7/8

tidak mengetahui keadaan saat proses berlangsung, kita tetap dapat

menganalisa efek secara keseluruhan selama proses berlangsung.

/alam proses kesetimbangan sesaat, penyimpangan yang terjadi dari

keadaan kesetimbangan termodinamika sangat kecil. Seluruh proses

yang terjadi dianggap dalam keadaan setimbang. Melalui konsep ini ,

model termodinamika dapat dikembangkan secara sederhana

sehingga lebih mudah dilakukan analisa sifat#sifat dari sistem

tersebut. +onsep kesetimbangan sesaat merupakan alat yang

digunakan untuk memahami hubungan sifat#sifat yang ada dalam

suatu sistem yang berada dalam keadaan setimbang.

PE&'%K%(A& MASSA, PA&)A&', *AKT%, DA& 'A+A

1ntuk melakukan perhitungan teknik, maka kita tidak akan terlepas

dari besaran dan satuan. /alam %sika dikenal terdapat dua macam

dimensi yang me!akili besaran dalam %sika yaitu dimensi utama dan

dimensi kedua. /imensi utama adalah dimensi yang tidak diturunkan

dari dimensi yang lainnya. Sedangkan dimensi kedua adalah dimensi

yang diturunkan dari dimensi yang lain. +etika semua dimensi telah

dipilih, maka perlu diterapkan satuan dasar dari setiap dimensi

tersebut. Terdapat dua sistem satuan yang biasa digunakan, yaitu

satuan S& dan satuan &nggris.

ST13 S&

Satuan S& merupakan standart satuan yang telah disepakati dan

digunakan di sebagian besar negara di dunia. 2erikut ini adalah

satuan S& untuk panjang, massa, !aktu dan gaya

2esaran Satuan SimbolMassa +ilogram +gPanjang Meter m

Waktu /etik s9aya 3e!ton 3

ST13 &3995&S

Selain satuan S&, juga terdapat standar satuan lain yang sering

digunakan yaitu satuan dasar &nggris. 2erikut ini adalah satuan dasar

&nggris untuk panjang, massa, !aktu dan gaya

2esaran Satuan SimbolMassa Pound massa lb


8/8

Panjang feet ftWaktu detik s9aya pound gaya lbf

Termodinamika Secara Makroskopik Dan Microscopik

Documents

Transcript of Termodinamika Secara Makroskopik Dan Microscopik