Termodinamika – Pengertian, Hukum, Siklus, Prinsip, Contoh soalnya
Termodinamika adalah bidang ilmu yang meliputi hubungan di antara panas dan juga jenis energi lainnya. Termodinamika ini sendiri ditemukan dan juga diteliti pada awal abad 18. Saat itu, terkait dengan dan mendapat perhatiandi dikarenakan penggunaan mesin uap. Termodinamika bisa dipecah menjadi dua hukum yakni Hukum Termodinamika I dan Hukum Termodinamika I.
Hukum Termodinamika I
“Jumlah kalor yang ada pada suatu sistem adalah sama dengan perubahan energi yang ada di dalam sistem tersbeut ditambah dengan usaha yang dilakukan oleh sistem.”
Hubungan antar kalor dan juga lingkungan di dalam hukum I Termodinamika bisa anda lihat pada gambar yang ada di bawah ini.
Energi di dalam sistem adalah jumlah total dari semua energi molekul yang ada di dalam sistem.
Jika sistem melakukan usaha atau pun sistem mendapatkan kalor yang berasal dari lingkungan maka energi yang ada di dalam sistem akan naik, sebaliknya apabila energi yang ada di dalam sistem akan berkurang apabila sistem melakukan usaha terhadap lingkungan atau pun sistem member kalor pada lingkungan.
Dengan begitu kita bisa menyimpulkan jika perubahan energi yang ada di dalam sistem tertutup adalah selisih dari kalor yang diterima dengan menggunakan usaha yang dilakukan sistem.
Rumus Hukum I Termodinamika
Jika melihat bunyi hukum I Termodinamika maka bisa dirumuskan hukum I Termodinamika bisa dituliskan dengan rumu seperti di bawah ini:
Q = ∆U + W ataupun ∆U = Q – W
Dimana jika diketahui :
∆U = Perubahan energi dalam sistem (J)
Q = Kalor yang diterima ataupun dilepas sistem (J)
W = Usaha (J)
Pengertian Siklus
Siklus adalah serangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan juga akhir pada keadaan yang sama dengan keadaan awalnya. Agar bisa melakukan usaha terus – menerus suatu sistem pun harus bisa bekerja di dalam satu siklus.
Terdapat dua macam siklus yaitu siklus reversible atau siklus yang dapat balik dan juga siklus irreversible atau siklus yang tidak dapat balik.
Hukum II Termodinamika
Berikut ini adalah bunyi dari Hukum II Termodinamika:
“Kalor bisa mengalir secara alami dari benda yang memiliki suhu panas ke benda yang memiliki suhu lebih dingin; kalor tidak bisa mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas tanpa dilakukan sebuah usaha”.
Penjelasan Hukum II Termodinamika adalah sebagai berikut ini, silahkan simak ya!
- Tidak akan mungkin membuat mesin yang bisa bekerja di dalam satu siklus, menerima kalor dari satu reservoir serta mengubah kalor seluruhnya menjadi usaha.
- Tidak akan mungkin membuat mesin yang dapat bekerja di dalam satu siklus dengan mengambil kalor dari reservoir yang memiliki suhu rendah dan memberikannya ke reservoir yang memiliki suhu lebih tinggi tanpa adanya usaha dari luar.
- Mesin yang bekerja di antara reservoir suhu Tt dan reservoir suhu Tt (Tt > Tr), memiliki efisiensi yang maksimum.
Pengertian Entropi
Entropi bisa diartikan sebagai ukuran ketidakberaturan, di dalam sistem yang tertutup poningkatan entropi oleh penurunan jumlah energi yang tersedia, semakin tinggi entropi maka akan semakin tinggi juga ketakberaturannya.
Entropi Pada Proses Temperatur Konstan
Apabila suatu sistem yang ada pada suhu mutlak T mengalami proses reversible dengan menyerap sejumlah kalor Q maka kenaikan entropi ∆S bisa dituliskan seperti di bawah ini:
∆S = S2 – S1 = Q/T
Penjelasan :
∆S : perubahan entropi (J/K)
S1 : entropi mula-mula (J/K)
S2 : entropi akhir (J/K)
Entropi Pada Proses Temperatur Berubah
Pada proses yang mengalami perubahan temperature, entropi bisa dituliskan sebagai berikut ini:
Keterangan :
Penjelasan :
∆S : perubahan entropi (J/K)
S1 : entropi mula-mula (J/K)
S2 : entropi akhir (J/K)
c : kalor jenis (J/kg K)
m : massa (kg)
T1 : suhu mula-mula (K)
T2 : suhu akhir (K)
Contoh Soal Beserta Pembahasannya
Jika ada suatu mesin memiliki suhu reservoir tinggi 400 derajat Celcius dan suhu reservoir rendah sekitar 70 derajat Celcius, coba hitunglah efisiensi yang ada pada mesin tersebut.
Cara Mengerjakan :
Apabila diketahui :
Tt = 400°C atau 673 k
Tr = 70°C atau 343 K
Ditanyakan : η
Maka Jawabannya:
Maka, efisiensi mesin sebesar 49%
Maka jawabannya adalah efisiensi mesin sebesar 49%
Cukup mudah kan pembahasan soal di atas, gunakan contoh soal di atas sebagai latihan untuk membuat anda lebih mengerti tentang materi pembelajaran yang kami bahas kali ini.
Demikian pembahasan mengenai Termodinamikadan pengertiannya, bunyi hukum, siklus hingga contoh soal yang kami rangkum khusus untuk memberikan anda ilmu pengetahuan tambahan. Semoga bermanfaat dan sampai jumpa pada pembahasan selanjutnya ya.
Artikel Lainnya:
