thermodinamika dasar

DASAR THERMODINAMIKA

A.  Pengertian Thermodinamika

Thermodinamika adalah ilmu tentang energi yang secara spesific membahas hubungan antara energi panas dengan kerja. Prinsip thermodinamika tersebut sebenarnya telah terjadi secara alami dalam kehidupan sehari-sehari. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka prinsip alamiah dalam berbagai proses thermodinamika direkayasa menjadi beberapa bentuk mekanisme untuk membantu manusia dalam menjalankan kegiatannya.

Aplikasi thermodinamika yang begitu luas dimungkinkan karena perkembangan ilmu thermodinamika sejak abad 17. Pengembangan ilmu thermodinamika dimulai dengan perkembangan ilmu mikroskopik, yaitu sifat termodinamis yang didekati dari prilaku umum partikel-partikel zat yang menjadi media pembawa energi yang disebut pendekatan thermodinamika. Sedangkan  pendekatan tentang sifat thermodinamis suatu zat berdasarkan prilaku kumpulan partikel-partikel disebut pendekatan mikroskopis yang merupakan perkembangan ilmu thermodinamika moderen atau disebut thermodinamika statistik.

B.  Bentuk – Bentuk  Energi

Bentuk energi dikelompokan menjdi dua yaitu makroskopik dan energi mikroskopik. Energi mikroskopik ditentukan oleh struktur internal dari zat pembawa energi itu sendiri dan tidak tergantung kepada lingkunganhya yaitu struktur dan gerakan molekul zat tersebut. Sedangkan energi makroskopik keberadaan energi ditandai dari posisi terhadap lingkungannya atau terhadap suatu referensi yang ditentukan.

Suatu media 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 persatuan masa (e).

e = E / m

C.   Sistem Thermodinamika

Sistem adalah segala sesuatu yang ingin dipelajari dan segala sesuatu yang berada diluar sistem disebut lingkungan (surrounding). Diantara suatu sistem dan lingkungan dibatasi oleh batas (boundary).

Jenis-jenis sistem ada dua macam, yaitu :

·         Sistem Tertutup

Dalam sistem tertutup masa dari sistem yang dianalisis tetap dan tidak adad masa keluar dari sistem atau masuk kedalam sistem tetapi volumenya tidak berubah.

·         Sistem Terbuka

Dalam sistem energi terbuka, energi dan masa dapat keluar siatem atau masuk kedalam sistem melewati batas sistem. Sebagian besar mesin-mesin konversi energi adalh sistem terbuka.

D.  Sistem Satuan, Tekanan, dan Temperatur

1.    Sistem Satuan

Suatu sistem satuan adalah sistem besaran atau unit untuk menguantufukasikan dimensi dari suatu properti. Dalam sistem SI ada 7 macam dimensi dasar, yaitu panjang (m), masa (kg), waktu (s), satuan sinar (c), satuan molekul (mol) dan satuan gaya merupakan kombinasi dari masa dan percepatan yang mempunyai besaran N (newton) yang didefinisikan dari hukum newton.

                                                                                 

2.    Tekanan

Tekanan merupakan salah satu properti yang terpenting dalam thermodinamika dan didefinisikan sebagai gaya tekanan suatu fluida (cair atau gas) pada satu satuan unit luas area. Satuan tekanan adalah Pa (pascal) yang didefinisikan sebagai :

P = Force / Area = F /A

Satuan tekanan yang cukup dikenal dalah bar (barometic) atau atm (standart atmosphere). Pengukuran tekanan dengan menggunaka referensi tekana nol absolut disebut tekanan absolut (ata). Tekanan manometer (atm) adalah tekanan  relatif terhadap tekana atmosfer.

3.    Temperatur

Ukuran temperatur berfungsi untuk mengindikasikan adanya energi panas pada suatu benda padat, cair atau gas. Prinsip pengukurannya adalah apabila suatu alat ukur ditempelkan pada benda yang akan diukur temperaturnya, maka akan terjadi perpindahan panas ke alat ukur sampai terjadi keadaan seimbang.