Hukum Termodinamika

A. Sistem Dan Lingkungan

Sistem adalah aktivitas yang terjadi di dalam suatu materi, sedangkan lingkungan adalah hal-hal yang berada di luar sistem.

Hubungan antara sistem dan lingkungan dapat dibedakan menjadi:

B. Hukum I Termodinamika

Hukum I Termodinamika pada dasarnya adalah hukum kekekalan energi, dimana total energi dari sistem dan lingkungan tidak berubah. Energi dapat berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Energi juga dapat berubah wujud dalam bentuk kerja.

Persamaan

\(\Delta U = Q - W\)

ΔU: perubahan energi dalam (energi yang dimiliki oleh sistem)

Q: kalor (energi panas) yang masuk ke dalam sistem

W: kerja yang dilakukan oleh sistem

Penentuan tanda (+) dan (−) dari persamaan di atas dapat menggunakan pemahaman berikut:

(1) Energi dalam (ΔU)

• • Bila energi dalam bertambah, ΔU = +
  • Bila energi dalam berkurang, ΔU = −

(2) Kalor (Q)

• • Bila kalor (Q) masuk ke dalam sistem, akan membuat ΔU bertambah, sehingga Q = +
  • Bila kalor (Q) keluar dari sistem, akan membuat ΔU berkurang, sehingga Q = −

(3) Kerja (W)

• • Bila sistem melakukan kerja (W), akan membuat ΔU berkurang, sehingga W = +
  • Bila pada sistem dilakukan kerja, akan membuat ΔU bertambah, sehingga W = −

C. Hukum II Termodinamika

Hukum II Termodinamika menyatakan bahwa:

pada suatu proses alami (spontan), perubahan entropi sistem selalu bernilai positif. Dengan kata lain, entropi sistem selalu meningkat dengan berjalannya waktu.

Secara sederhana, entropi dapat diartikan sebagai tingkat ketidakteraturan suatu sistem. Semakin besar entropi, semakin tidak teratur sebuah sistem.

Contoh:

Es batu akan mencair (secara spontan) bila dimasukkan ke dalam air panas. Kalor mengalir dari air panas menuju es batu secara spontan, dan tidak mungkin terjadi sebaliknya.

Entropi es batu yang mencair lebih besar daripada entropi es batu (sebelum mencair).

D. Hukum III Termodinamika

Hukum III Termodinamika menyatakan bahwa:

entropi sistem mencapai nilai maksimum pada suhu 0 K (−273ºC)

Hukum II Termodinamika menyatakan bahwa entropi sistem akan selalu meningkat. Namun entropi akan mencapai nilai tertentu yang mendekati angka 0 (tidak meningkat lagi) pada suhu 0 K (−273ºC).

Entropi sebuah sistem bernilai negatif. Saat entropi meningkat, nilainya semakin mendekati angka 0. Entropi akan mencapai nilai 0 pada saat suhu sistem 0 K (−273ºC).

Dengan kata lain, setiap benda akan mengalami stagnasi (partikel di dalam sistem tidak lagi mengalami perubahan) pada suhu 0 K (−273ºC).

Lanjutkan Ke Latihan Soal

Kembali Ke Bab Utama