2.10.4 Proses Adiabatis
Pada proses ini tidak ada kalor yang masuk, maupun keluar dari sistem, Q = 0. Pada proses adiabatik berlaku hubungan pV
= konstan buktikan, p
i
V
i
= p
f
V
f
p i
f V
Usaha yang dilakukan pada proses adiabatis : W =
p dV p = kV
, k = konstan , maka W =
kV
dV W = 11-
{ p
f
V
f
- p
i
V
i
}
U = -W
2.11 Hukum Termodinamika
Berikut ini ada tiga hukum termodinamika yang penting untuk diketahui: 1. Hukum termodinamika ke-nol;
2. Hukum termodinamika kesatu dan 3. Hukum termodinamika kedua.
2.11.1 Hukum Ke-nol Termodinamika
Hukum ini berbunyi: “Jika dua benda berada dalam kondisi kesetimbangan termal dengan benda ketiga, maka benda-benda tersebut berada dalam kesetimbangan termal satu sama
lainnya”.
2.11.2 Hukum Kesatu Termodinamika
Hukum ini berbunyi: “Kalor dan kerja mekanik adalah bisa saling tukar”. Sesuai dengan hukum ini, maka sejumlah kerja mekanik dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah kalor, dan
sebaliknya. Hukum ini bisa juga dinyatakan sebagai: “Energi tidak bisa dibuat atau dimusnahkan, namun
bisa dirubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya”. Sesuai dengan hukum ini, energi yang diberikan oleh kalor mesti sama dengan kerja eksternal yang dilakukan ditambah dengan
perolehan energi dalam karena kenaikan temperatur. Keseluruhan energi potensial dan energi kinetik zat-zat yang terdapat dalam suatu sistem, disebut energi dalam ; U . Energi dalam merupakan fungsi
keadaankarena besarnya hanya bergantung pada keadaan sistem. Bila dalam suatu perubahan sistem menyerap sejumlah kecil kalor, δ q , dan melakukan kerja kecil, δ w , makasistem akan mengalami
perubahan energi dalam, d U , sebesar U = δ q + δ w ...… 7
untuk perubahan yang besar pada suatu sistem dari keadaan 1 energi dalam U 1 keadaan 2 energi dalam U 2 , maka akan terjadi perubahan energi dalam ∆ U ,sebesar
∆U = U 2 - U 1…………8 sehingga diperoleh
U 2 - U 1 = q + w...… …9 ∆U = q + w………..10
Persamaan 10 merupakan bentuk matematik dari hukum pertamatermodinamika. Menurut ungkapan ini, energi suatu sistem dapat berubah melalui kalor dan kerja.Bila kerja yang dilakukan oleh sistem hanya
terbatas pada kerja ekspansi misalnyapada kebanyakan reaksi kimia, maka persamaan 10 dapat diubah menjadi
U = δ q – pd V .…….. 11 pada volume tetap,
d V = 0, maka U = δ q..……….. 12 atau untuk perubahan besar,
∆ U = q……… 13 Menurut persamaan 13 perubahan energi dalam adalah kalor yang diserap oleh sistem bila proses
berlangsung pada volume tetap Secara matematik:
Q = ΔU +W dimana, Q = kalor yang dipindahkan
ΔU = perubahan energi dalam W = kerja yang dilakukan dalam satuan kalor
Persamaan di atas bisa juga ditulis dalam bentuk diferensial atau untuk perubahan infinitisimal : dQ = dU + dW
2.113 Hukum Kedua Termodinamika
Hukum ini berbunyi: “Ada batas tertentu dari jumlah energi mekanik, yang diperoleh dari sejumlah energi panas”.
Pada umumnya perubahan yang terjadi di alam disertai dengan perubahan energi. Dalam proses perubahan energi ini ada dua aspek penting, yaitu arahpemindahan energi dan pengubahan energi dari satu
bentuk ke bentuk yang lain.Walaupun hukum pertama termodinamika menetapkan hubungan antara kalor yangdiserap dengan kerja yang dilakukan oleh sistem, tetapi hukum ini tidak menunjukkanbatas-batas
mengenai sumber maupun arah aliran energi.Hukum kedua termodinamika dirumuskan untuk menyatakan pembatasan-pembatasan yang berhubungan dengan pengubahan kalor menjadi kerja, dan jugauntuk
menunjukkan arah perubahan proses di alam. Dalam bentuknya yang palingumum, hukum kedua
termodinamika dirumuskan dengan mempergunakan suatu fungsi keadaan yang disebut entropi.
Hukum termodinamika ini telah dinyatakan oleh Claussius dalam bentuk yang sedikit berbeda: “adalah tidak mungkin bagi mesin yang bekerja sendiri bekerja dalam proses siklik,
untuk mentransfer panas dari benda dengan temperatur lebih rendah ke benda dengan temperatur yang lebih tinggi, tanpa adanya bantuan pihak luar”. Atau dengan kata lain, panas tidak bisa
mengalir dengan sendirinya dari benda dingin ke benda panas tanpa bantuan pihak eksternal. Hukum ini juga dinyatakan oleh Kelvin-Planck sebagai: “adalah tidak mungkin membuat mesin
yang bekerja dalam proses siklik yang tujuan tunggalnya untuk mengkonversi energi panas ke energi kerja”. Dengan kata lain, tidak ada mesin panas sebenarnya, bekerja dalam proses siklik,
bisa merubah energi panas yang diberikan menjadi kerja mekanik. Artinya terjadi penurunan energi dalam proses menghasilkan kerja mekanik dari panas. Berdasarkan pernyataan ini, hukum
kedua termodinamika kadang-kadang disebut sebagai hukum degradasi energi. Jika ∆ S as ialah perubahan entropi yangterjadi di alam semesta, maka bagi setiap proses spontan berlaku,
∆S as 0.Dengan memandang alam semesta itu sebagai sistem dan lingkungan, maka dapatpula dikatakan bahwa untuk semua proses spontan berlaku,
∆S Sistem + ∆S lingkungan 0 dengan ∆S sistemialah perubahan entropi sistem dan ∆S lingkungan ialah perubahan entropi lingkungan.
2.12 Hukum ketiga termodinamika 2.12.1 Entropi zat mumi pada titik not absolut
Kategori