BENTUK ENERGI DAN BAHASA TERMODINAMIKA

BENTUK ENERGI DAN BAHASA TERMODINAMIKA

A. PENGERTIAN ENERGI

• Energi adalah kemampuan melakukan usaha atau kerja. Menurut hukum termodinamika pertama, energi bersifat kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat berubah bentuk (konversi) dan bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Dalam satuan internsional (SI) energi dinyatakan dalam Joule (J). Satuan energi lainnya adalah Kalori (Kal). James Presecott Joule menunjukan hubungan antara Kalori dan Joule, yaitu:        1 Kalori 4,18 Joule atau 1 Joule 0,24 Kalori. 

B. BENTUK-BENTUK ENERGI

1. Energi Kimia merupakan energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron dimana dua atau lebih atom/molekul berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa kimia yang stabil. Salah satu contohnya yaitu pada senter yang menyala karena ada sumber energi yaitu batu baterai. Batu baterai memiliki energi kimia. Dalam kehidupan sehari – hari sumber energi kimia berasal dari makanan, bahan bakar minyak, kayu bakar, dan aki. Sehingga dapat disimpulkan bahwa Energi Kimia adalah energi yang tersimpan dalam senyawa --senyawa kimia.
2. Energi Listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik malalui kawat logam konduktor yang disebut arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain seperti energi gerak, energi cahaya, energi panas atau energi bunyi. Sebaliknya energi listrik dapat berupa hasil perubahan energi yang lain, misalnya dari energi matahari, energi gerak, energi potensial air, energi kimia gas alam dan energi uap.  
3. Energi Panas adalah energi yang sangat besar yang sumbernya berasal dari matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak dan mendidihkan air.
4. Energi Bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran benda. Contohnya, bunyi bel listrik, bunyi orang berbicara dan bunyi alat musik. Adanya bunyi memungkinkan kita dapat menikmati suara musik yang merdu, karena energi bunyi mampu menggetarkan gendang telinga sehingga bunyi bias didengar. Bunyi memiliki energi, sebagai buktinya bunyi halilintar yang bias memecahkan kaca.
5. Energi Nuklir terjadi karena adanya reaksi fisi atau fusi dalam atom atau unsur radioaktif seperti uranium. Energi nuklir dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi pada pembangkit listrik tenaga nuklir.
6. Energi Otot adalah energi yang dihasilkan oleh otot-otot tubuh. Manusia dan hewan bisa menggerakan organ tubuhnya untuk melakukan aktivitas karena memiliki energi otot.
7. Energi Mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya yang dibagi menjadi dua yaitu:

• Energi Potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena posisi atau kedudukannya. Artinya suatu benda tersebut diam pada posisi tertentu. Salah satu contohnya yaitu pada saat kita sedang meregangkan karet, terjadi perubahan sifat fisik karena adanya gaya elastic dan inilah yang disebut dengan energi potensial plastik.
• Energi Kinetik Adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pergerakkan atau kelajuannya. Energi kinetik secara jelas dapat diartikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan usaha agar bias menggerakkan benda dengan massa tertentu. Semakin tinggi kecepatan suatu benda maka semakin besar pula energi kinetiknya. Salah satu contohnya adalah ketika sebuah mobil melaju, semakin kencang kecepatan mobil tersebut, maka semakin besar pula energi kinetiknya. 

A. PENGERTIAN TERMODINAMIKA

• Termodinamika menurut bahasa Yunani, yaitu Thermos yang artinya panas dan Dynamic yang artinya perubahan. Jadi termodinamika adalah ilmu yang menggambarkan dan mendefinisikan transformasi/perubahan dari suatu bentuk energi ke bentuk energi lainnya khususnya antara energi termal dan energi mekanik. Termodinamika membahas tentang sistem kesetimbangan (equilibrium), yang dapat digunakan untuk mengetahui besarnya energi yang diperlukan untuk mengubah suatu sistem keseimbangan, tetapi tidak dapat dipakai untuk mengetahui seberapa cepat (laju) perubahan itu terjadi karena selama proses sistem tedak berada dalam keseimbangan. Sistem tersebut dapat berubah akibat dari lingkungan yang berada di sekitarnya. Sementara untuk aplikasi dalam materialnya, termodinamika membahas material yang menerima energi panas atau energi dalam bentuk yang berbeda-beda.

B. KONSEP DASAR TERMODINAMIKA

Termodinamika memiliki konsep dasar yang berupa istilah seperti sistem, lingkungan dan batas sistem. Sistem merupakan suatu masa atau daerah yang dipilih, untuk dijadikan objek analis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem.   

C. SISTEM TERMODINAMIKA

Sistem termodinamika adalah sistem yang memungkinkan terjadinya interaksi energi atau pertukaran energi dengan lingkungan yang berada di sekitar sistem. Sistem termodinamika secara luas bisa didefinisikan sebagai luas atau ruang tertentu dimana proses termodinamika terjadi atau suatu daerah dimana perhatian kita difokuskan dalam mempelajari prosses termodinamika. Sifat sistem ada 2 diantaranya:

1. Sifat Intensif adalah sifat yang tidak bergantung pada kuantitas sistem.
2. Sifat Ekstensif adalah sifat yang bergantung pada kuantitas sistem.

Adapun sifat pembatasnya dibagi menjadi 2 yaitu:

1. Pembatas Adiabatik adalah pembatas dimana tidak ada pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan.
2. Pembatas Tegar adalah pembatas dimana tidak ada kerja baik dari sistem terhadap lingkungan ataupun dari lingkungan terhadap sistem.

Kemudian ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan diantaranya:

1. Sistem Terilosasi adalah sistem dimana tidak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan atau tidak ada pertukaran massa dan energi sistem dengan lingkungan. Contoh sistem dari terisolasi adalah wadah terisolasi seperti tabung gas.
2. Sistem Tertutup adalah sistem dimana terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Salah satu contohnya adalah green house dimana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan.
3. Sistem Terbuka adalah sistem dimana terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya, atau terjadi pertukaran massa dan energi dengan lingkungannya. Contohnya adalah tumbuh-tumbuhan dari pulau sumatera.   

D. KEADAAN SISTEM

Keadaan sistem adalah keadaan makrofis dimana sifat-sifatnya dapat ditentukan secara khas dan bebas waktu.  

E. PROSES TERMODINAMIKA

Proses termodinamika dikatakan Riversible jika prosesnya berlangsung melalui sederetan keadaan termodinamika yang continue. Riversible merupakan proses ideal, tetapi keadaan kesetimbangan yang sebenarnya hanya dapat dicapi dalam kurun waktu yang sangat lama dan tidak dapat dipastikan kapan itu akan terjadi. Sedangkan proses Irreversible dapat kita anggap sebagai proses Riversible terbatas jika dilakukan secara sangat lambat dan berada pada tahap proses-proses yang sangat singkat.

F. HUKUM TERMODINAMIKA

1. Hukum Awal (Zeroth Law) adalah hukum yang menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
2. Hukum I Termodinamika (Kekelan Energi) adalah hukum yang terkait dengan hukumkekelan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang di supplay kedalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.
3. Hukum II Termodinamika (Arah Reaksi Sistem) adalah hukum yang terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan berjalannya waktu mendekati nilai maksimumnya.
4. Hukum III Termodinamika (Dapat dinyatakan dalam berbagai bentuk) adalah hukum ini terkait dengan temperatur non absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada suatu sistem mencapai temperatur non absolut semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda terstruktur kristal sempurna pada temperatur non absolut bernilai nol.