dengan lingkungannya disebut batas sistem boundary, seperti terlihat pada Gambar 1.1. Dalam aplikasinya batas sistem nerupakan bagian dari sistem maupun lingkungannya, dan dapat tetap
atau dapat berubah posisi atau bergerak. Gambar 1.1. Skema sistem thermodinamika
Sistem termodinamika bisa diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok: 1. Sistem tertutup; 2. Sistem terbuka; dan 3. Sistem terisolasi.
1. Sistem tertutup. Merupakan sistem massa tetap dan identitas batas sistem ditentukan oleh ruang zat yang
menempatinya. Contoh sistem tertutup adalah suatu balon udara yang dipanaskan, dimana masa udara didalam balon tetap, tetapi volumenya berubah, dan energi panas masuk kedalam masa
udara didalam balon Sistem tertutup ditunjukkan oleh gambar 1. Gas di dalam silinder dianggap sebagai suatu sistem. Jika panas diberikan ke silinder dari sumber luar, temperatur gas akan naik
dan piston bergerak ke atas.
Gambar 1. Sistem termodinamika tertutup. Ketika piston naik, batas sistem bergerak. Dengan kata lain, panas dan kerja melewati batas
sistem selama proses, tetapi tidak ada terjadi penambahan atau pengurangan massa zat. Asyari-Daryus, Termodinamika Teknik I Universitas Darma Persada – Jakarta. 9
2. Sistem terbuka Pada sistem ini, zat melewati batas sistem. Panas dan kerja bisa juga melewati batas sistem.
Gambar 2 menunjukkan diagram sebuah kompresor udara yang menggambarkan sistem terbuka ini.
Gambar 2. Sistem termodinamika terbuka. Zat yang melewati batas sistem adalah udara bertekanan rendah L.P yang memasuki
kompresor dan udara bertekanan tinggi H.P yang meninggalkan kompresor. Kerja melewati batas sistem melalui poros penggerak dan panas ditransfer melewati batas sistem melalui dinding
silinder. 3. Sistem terisolasi
Adalah sebuah sistem yang sama sekali tidak dipengaruhi oleh lingkungannya. Sistem ini massanya tetap dan tidak ada panas atau kerja yang melewati batas sistem.
2.3 Sifat-sifat Sistem
Keadaan sistem bisa diidentifikasi atau diterangkan dengan besaran yang bisa diobservasi seperti volume, temperatur, tekanan, kerapatan dan sebagainya. Semua besaran yang
mengidentifikasi keadaan sistem disebut sifat-sifat sistem.
2.4 Klasifikasi Sifat-sifat Sistem
Sifat-sifat termodinamika bisa dibagi atas dua kelompok umum: 1. Sifat ekstensif, dan 2. Sifat intensif.
1. Sifat ekstensif Besaran sifat dari sistem dibagi ke dalam beberapa bagian. Sifat sistem, yang harga untuk
keseluruhan sistem merupakan jumlah dari harga komponen-komponen individu sistem tersebut, disebut sifat ekstensif. Contohnya, volume total, massa total, dan energi total sistem adalah sifat-
sifat ekstensif. 2. Sifat intensif
Perhatikan bahwa temperatur sistem bukanlah jumlah dari temperatur-temperatur bagian sistem. Begitu juga dengan tekanan dan kerapatan sistem. Sifat-sifat seperti temperatur, tekanan dan
kerapatan ini disebut sifat intensif.
2.5 Kesetimbangan Termal
Misalkan dua benda yang berasal dari material yang sama atau berbeda, yang satu panas, dan lainnya dingin. Ketika benda ini ditemukan, benda yang panas menjadi lebih dingin dan benda
yang dingin menjadi lebih panas. Jika kedua benda ini dibiarkan bersinggungan untuk beberapa lama, akan tercapai keadaan dimana tidak ada perubahan yang bisa diamati terhadap sifat-sifat
kedua benda tersebut. Keadaan ini disebut keadaan kesetimbangan termal, dan kedua benda akan mempunyai temperatur yang sama.
2.6 Bentuk-bentuk energi
Telah disampaikan sebelumnya bahwa energi dapat terwujud dalam berbagai bentuk, yaitu energi kimia, energi panas, energi mekanis, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang
elektromagnetik, energi gaya magnit, dan lain-lain. Suatu media pembawa energi dapat mengandung berbagai bentuk energi tersebut sekaligus, dan jumlah energinya disebut energi total
E. Dalam analisis thermodinamika sering digunakan energi total setiap satuan masa media m, yang disebut sebagai energi per-satuan masa e yaitu,
Berbagai bentuk energi diatas dapat pula dikelompokkan menjadi dua bentuk, yaitu energi makroskopik dan energi mikroskopik. Energi makroskopik adalah keberadaan energi
ditandai dari posisinya terhadap lingkungannya atau terhadap suatu referensi yang ditentukan. Contoh bentuk energi makroskopik adalah energi kinetik KE dan energi potensial PE.
Keberadaan energi mikroskopik ditentukan oleh struktur internal dari= zat pembawa energi sendiri dan tidak tergantung kepada lingkungannnya, yaitu struktur dan gerakan molekul zat
tersebut. Energi mikroskopik ini disebut sebagai energi internal U. Energi makroskopik berhubungan dengan gerakan masa pembawa energi, dan pengaruh
luar seperti gaya gravitasi, pengaruh energi listrik, sifat magnit, dan tegangan pemukaan fluida. Energi kinetis KE adalah energi yang disebabkan oleh gerakan relatif terhadap suatu referensi,
dan besarnya adalah: atau dalam bentuk energi per-satuan masa:
dengan, m = satuan masa media pembawa energi V = satuan kecepatan gerakan masa.
Energi potensial adalah energi yang disebabkan oleh posisi elevasinya dalam medan gravitasi, dan besarnya adalah:
PE = m g z Atau dalam bentuk energi per-satuan masa,
pe = g z dengan, g = gaya gravitasi
z = posisi elevasi terhadap suatu referensi.
Energi internal meliputi semua jenis energi mikroskopik, yaitu akibat dari struktur dan aktivitas molekul dalam masa yang ditinjau. Struktur molekul adalah jarak antar molekul dan
besar gaya tarik antar molekul, sedang aktivitas molekul adalah kecepatan gerak molekul. Energi laten adalah energi yang merubah jarak dan gaya tarik antar molekul, sehingga masa berubah
fase antara fase padat atau cair menjadi gas. Energi sensibel merubah kecepatan gerak molekul,
yang ditandai oleh perubahan temperatur dari masa yang ditinjau. Energi kimia adalah energi internal sebagai akibat dari komposisi kimia sua tu zat, yang merupakan energi yang mengikat
atom dalam molekul zat tersebut. Perubahan struktur atom menyebabkan perubahan energi pengikat atom dalam molekul, sehingga reaksinya dapat melepaskan energi eksothermis
misalnya dalam reaksi pembakaran, atau memerlukan energi indothermis. Bentuk energi internal lainnya adalah energi nuklir, yang merupakan energi ikatan antara atom dengan intinya.
Dalam bahasan thermodinamika efek dari jenis energi makroskopik lain yaitu energi magetik, dan tegangan permukaan fluida dapat diabaikan, sehingga energi total E dari masa
pembawa energi tersebut adalah: E = U + KE + PE = U + + mgz
atau dalam bentuk energi per-satuan masa, e = u +ke +pe = u + + gz
Dalam aplikasi bidang teknik masa atau sistem thermodinamika yang ditinjau biasanya tidak bergerak selama proses berlangsung, sehingga perubahan energi potensial dan energi kinetisnya
sama dengan nol.
2.7 Karakteristik
