HUKUM I TERMODINAMIKA

Hukum I Termodinamika

"Pada saat gas dalam ruang tertutup diberi kalor maka kalor tersebut akan dimanfaatkan untuk melakukan usaha dan merubah energi dalam".
Hubungan diatas dapat dinamakan kekekalan energi dan dituliskan sebagai berikut :

                                                                                      (1)



dengan :
Q    = perubahan kalor sistem
W   = usaha sistem
ΔU = perubahan energi dalam
Peraturan tanda positif dan negatif adalah sebagai berikut :

1. Q dianggap positif (+) apabila menyerap kalor
2. Q dianggap negatif (-) apabila melepas kalor
3. W dianggap (+) apabila usaha dilakukan oleh sistem
4. W dianggap (-) apabila lingkungan melakukan usaha pada sistem
5. ΔU (+) apabila energi dalam sistem bertambah
6. ΔU (-) apabila energi dalam sistem berkurang

Proses-proses Termodinamika

Proses termodinamika adalah perubahan keadaan gas, yaitu tekanan, volume dan suhunya. Perubahan i ni diiringi dengan perubahan kalor, usaha dan energi dalamnya. Proses-proses yang memiliki sifat-sifat khusus ada empat contoh seperti berikut.

1. Proses Isobarik

    Proses isobarik adalah proses perubahan gas dengan tekanan tetap. Pada proses isobarik terjadi perubahan suhu pada sistem sehingga terjadi perubahan energi dalam.

Proses Isobarik

Usaha yang dilakukan oleh sistem pada proses isobarik adalah : 

                                                                   (2)


Berikut ini adalah video animasi tentang proses isobarik :
 
   
2. Proses Isotermik
     Proses isotermis adalah proses perubahan gas dengan suhu tetap. maka tidak ada perubahan energi dalam. 

Proses Isotermik

Pada proses ini berlaku hukum Boyle:

                                                                                                       (3)



Sehingga usaha yang dilakukan oleh sistem pada proses Isotermik :

                                                                                (4)



Berikut ini adalah video animasi tentang proses Isotermik :

3. Proses Ishokoris

   Proses isokhorik adalah proses perubahan gas dengan volume tetap, sehingga sistem tidak melakukan kerja W = 0. Maka kalor sama dengan perubahan energi dalam. 

Proses Ishokoris

Berikut ini adalah video animasi tentang proses Ishokorik :

4. Proses Adiabatik

    Pada proses ini tidak ada kalor yang masuk dan tidak ada kalor yang keluar sistem, Q = 0, sehingga usaha sama dengan nilai negatif dari perubahan energi dalam.

Proses Adiabatik

Berikut ini adalah video animasi tentang proses Adiabatik :


Berikut ini adalah video tentang percobaan Hukum I Termodinamika :

Apa itu Termodinamika?

 

Termodinamika merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang memusatkan perhatian pada energi (terutama energi panas) dan transformasinya. Dalam termodinamika juga terdapat empat hukum dasar yang menjadi panduan dalam keseluruhan kajiannya. Hukum-hukum termodinamika tersebut antara lain :

•  Hukum 0 Termodinamika: Jika dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiga sistem saling setimbang satu dengan lainnya.  
• Hukum I Termodinamika: Berbicara tentang prinsip kekekalan energi yang berbunyi “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi energi dapat diubah dari suatu bentuk energi ke bentuk energi yang lainnya”. 
• Hukum II Termodinamika: Energi kalor tidak dapat seluruhnya diubah menjadi energi mekanik atau usaha, tetapi sebagian akan terbuang. 
• Hukum III Termodinamika: Suatu saat sistem akan berada pada suhu nol absolut, proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.

Namun yang akan dibahas dalam blog ini hanya Hukum I Termodinamika dan Hukum II Termodinamika saja.

Sebelum menggunakan hukum-hukum termodinamika kita perlu mendefinisikan terlebih dahulu sistem dan lingkungan. Sistem adalah suatu benda atau keadaan yang menjadi pusat perhatian. Sedangkan lingkungan merupakan segala sesuatu di luar sistem yang dapat memengaruhi keadaan sistem secara langsung. Apabila antara sistem dan lingkungan memungkinkan terjadinya pertukaran materi dan energi, maka sistemnya disebut sistem terbuka. Jika hanya terbatas pada pertukaran energi disebut sistem tertutup. Sedangkan jika pertukaran materi maupun energi tidak mungkin terjadi, maka disebut sistem terisolasi. Sistem dan lingkungan dinamakan semesta.

SK & KD

Standar Kompetensi

9. Menerapkan hukum Termodinamika

Kompetensi Dasar

9.1 Menguasai hukum Termodinamika

9.2 Menggunakan hukum Termodinamika dalam perhitungan

Indikator

9.1.1 Hukum Termodinamika dijelaskan dengan persamaan

9.1.2 Siklus Termodinamika dijelaskan dengan gambar

9.2.1 Usaha dijelaskan dengan gambar dan persamaan

9.2.2 Efisiensi dijelaskan menggunakan suhu, maupun kalor masuk dan kerja

Tujuan Pembelajaran

Siswa dapat :

1. Menjelaskan Hukum I Termodinamika

2. Menjelaskan Hukum II Termodinamika

3. Siklus termodinamika

4. Menjelaska usaha sebagai W = P ( V₂ - V₁ )

5. Menjelaskan usaha sebagai luasan pada grafik P-V

6. Menjelaskan efisiensi sebagai perbandingan kerja dan kalor

7. Menjelaskan efisiensi sebagai perbandingan suhu