KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan

hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini.

Kami telah menyusun makalah ini dengan sebaik-baiknya dan semaksimal mungkin.

Namun tentunya sebagai manusia biasa tidak akan luput dari kesalahan dan kekurangan. Harapan

kami, semoga bisa menjadi koreksi di masa mendatang agar lebih baik dari sebelumnya. Pada

dasarnya makalah ini kami sajikan untuk membahas tentang “SISTEM TERMODINAMIKA”.

Untuk lebih jelas simak pembahasan dalam makalah ini. Mudah-mudahan makalah ini bisa

memberikan pengetahuan yang mendalam tentang termodinamika kepada kita semua.

Makalah ini masih banyak memiliki kekurangan. Tak ada gading yang tak retak. Oleh

karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran dari teman-teman untuk memperbaiki makalah

kami selanjutnya. Sebelum dan sesudahnya kami ucapkan terimakasih.

Medan, 10 Oktober 2016

Penyusun

1

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR …………………………………………………… 2

DAFTAR ISI …………………………………………………… 3

BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………….... 4

   1.1            Latar Belakang ………….………………………………………... 4

   1.2            Rumusan Masalah …………………………………………………... 4

   1.3            Tujuan …………………………………………………... 4

1.4 Manfaat …………………………………………………... 4

BAB II PEMBAHASAN

   2.1        Pengertian Termodinamika …………………………………………………... 5

   2.2         Bentuk-Bentuk Energi …………………………………………………... 6

  2.3        Sistem, Proses & Siklus Termo………………………………………………….. 7

   2.4         Hukum Termodinamika ………………………………………………….. 8

2.4.1 Termodinamika I ………………………………………………….. 9

2.4.2 Termodinamika II …………………………………………………... 12

2.4.3 Termodinamika III …………………………………………………... 14

BAB III PENUTUP

Kesimpulan ………………………………………………….. 16

Saran ………………………………………………….. 16

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………...... 17

2

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Thermodinamika memainkan peran penting dalam analisis sistem dan piranti yang ada

didalamnya terjadi perpindahan formasi energi. Implikasi thermodinamika bercakupan jauh, dan

penerapannya membentang ke seluruh kegiatan manusia. Bersamaan dengan sejarah teknologi

kita, perkembangan sains telah memperkaya kemampuan kita untuk memanfaatkan energi dan

menggunakan energi tersebut untuk kebutuhan masyarakat. Kebanyakan kegiatan kita

melibatkan perpindahan energi dan perubahan energi.

Thermodinamika merupakan ilmu tentang energi, yang secara spesific membahas tentang

hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi didalam alam

dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi

listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnit, energi akibat gaya magnit, dan lain-lain .

Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa

tehnologi. Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau

dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada

pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan

energi.

1.2  Rumusan Masalah

Adapun masalah yang akan dibahas pada makalah ini yaitu:

Apa pengertian dari hukum-hukum Termodinamika?

1.3  Tujuan

Adapun tujuan penulisan Makalah ini yaitu:

Dapat memahami bentuk-bentuk energi thermodinamika

Dapat mengetahui hukum-hukum dari Thermodinamika

1.4  Manfaat

Makalah ini dapat memberikan beberapa manfaat, diantarnya dapat menambah wawasan dan

pengetahuan bagi pembaca.

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Dasar Thermodinamika

Thermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesific membahas

tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi

didalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain energi panas dan kerja, yaitu energi

kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnit, energi akibat gaya magnit,

dan lain-lain . Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun

hasil rekayasa tehnologi. Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat

dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi

bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip

konservasi atau kekekalan energi.

Prinsip thermodinamika tersebut sebenarnya telah terjadi secara alami dalam kehidupan

sehari-hari. Bumi setiap hari menerima energi gelombang elektromagnetik dari matahari, dan di

bumi energi tersebut berubah menjadi energi panas, energi angin, gelombang laut, proses

pertumbuhan berbagai tumbuh-tumbuhan dan banyak proses alam lainnya. Proses didalam diri

manusia juga merupakan proses konversi energi yang kompleks, dari input energi kimia dalam

makanan menjadi energi gerak berupa segala kegiatan fisik manusia, dan energi yang sangat

bernilai yaitu energi pikiran kita. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka

prinsip alamiah dalam berbagai proses thermodinamika direkayasa menjadi berbagai bentuk

mekanisme untuk membantu manusia dalam menjalankan kegiatannya. Mesin-mesin transportasi

darat, laut, maupun udara merupakan contoh yang sangat kita kenal dari mesin konversi energi,

yang merubah energi kimia dalam bahan bakar atau sumber. energi lain menjadi energi mekanis

dalam bentuk gerak atau perpindahan diatas permukaan bumi, bahkan sampai di luar angkasa.

Pabrik-pabrik dapat memproduksi berbagai jenis barang, digerakkan oleh mesin

pembangkit energi listrik yang menggunakan prinsip konversi energi panas dan kerja. Untuk

kenyamanan hidup, kita memanfaatkan mesin air conditioning, mesin pemanas, dan refrigerators

yang menggunakan prinsip dasar thermodinamila. Aplikasi thermodinamika yang begitu luas

dimungkinkan karena perkembangan ilmu thermodinamika sejak abad 17 yang dipelopori

4

dengan penemuan mesin uap di Inggris, dan diikuti oleh para ilmuwan thermodinamika seperti

Willian Rankine, Rudolph Clausius, dan Lord Kelvin pada abad ke 19. Pengembangan ilmu

thermodinamika dimulai dengan pendekatan makroskopik, yaitu sifat thermodinamis didekati

dari perilaku umum partikel-partikel zat yang menjadi media pembawa energi, yang disebut

pendekatan thermodinamika klasik.

Pendekatan tentang sifat thermodinamis suatu zat berdasarkan perilaku kumpulan

partikel-partikel disebut pendekatan mikroskopis yang merupakan perkembangan ilmu

thermodinamika modern, atau disebut thermodinamika statistik. Pendekatan thermodinamika

statistik dimungkinkan karena perkembangan teknologi komputer, yang sangat membantu dalam

menganalisis data dalam jumlah yang sangat besar.

2.2 Bentuk-Bentuk Energi

Total energi (E) suatu sistem merupakan jumlah dari energi thermal, mekanis, kinetis,

potensial, elektrik, magnetik, kimia dan nuklir.

Di dalam thermodinamika yang dipelajari adalah besarnya perubahan dari satu bentuk

energi ke bentuk lainnya, bukan menghitung jumlah anergi dari suatu sistem.

Bentuk energi dibagi menjadi dua kelompok:

1.    Energi Makroskopik: Berhubungan dengan gerak dan pengaruh luar seperti gravitasi,

magnetik, elektrik dan tegangan permukaan.

Energi Makroskopik terdiri dari:

Energi Kinetik ( KE ): Energi yang disebabkan oleh gerakan relatif terhadap

suatu referensi. Adapun besarnya dalam berntuk energi per-satuan masa

dengan: * m= satuan masa media pembawa energi

* v= satuan kecepatan gerakan masa

Energi Potensial ( PE ): Energi yang disebabkan oleh elevasinya dalam medan

gravitasi, besarnya adalah:

PE= m.g.z

5

2.    Energi Mikroskopik: Berhubungan dengan struktur molekul dan derajat aktivitas

molekul. Jumlah total energi mikroskopik disebut energi dalam (internal energy) , dengan simbol

U.

Energi Mikroskopik terdiri dari:

Energi Sensibel : Berhubungan dengan energi kinetik dan gerakan

(translasi, rotasi, vibrasi) molekul sistem.

Energi Latent : Berhubungan dengan fasa dari sistem, mencair,

menguap dll.

Energi Kimia : Berhubungan dengan ikatan atm-atom dalam

sistem.

Dengan demikian energi total suatu sistem hanya dipengaruhi oleh energi kinetik,energi

potensial dan energi dalam.

2.3 SISTEM, PROSES DAN SIKLUS TERMODINAMIKA

Suatu sistem thermodinamika adalah sustu masa atau daerah yang dipilih, untuk dijadikan

obyek analisis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem

dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary), dalam aplikasinya batas sistem

merupakan bagian dari sistem maupun lingkungannya, dan dapat tetap atau dapat berubah posisi

atau bergerak.

Dalam thermodinamika ada dua jenis sistem, yaitu sistem tertutup dan sistem terbuka.

Dalam sistem tertutup masa dari sistem yang dianalisis tetap dan tidak ada masa keluar dari

sistem atau masuk kedalam sistem,tetapi volumenya bisa berubah. Yang dapat-keluar masuk

sistem tertutup adalah energi dalam bentuk panas atau kerja. 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. Dalam sistem terbuka,

energi dan masa dapat keluar sistem atau masuk kedalam sistem melewati batas sistem. Sebagian

besar mesin-mesin konversi energi adalah sistem terbuka. Sistem mesin motor bakar adalah

ruang didalam silinder mesin, dimana campuran bahan bahan bakar dan udara masuk kedalam

silinder, dan gas buang keluar sistem. melalui knalpot.

6

Turbin gas, turbin uap, pesawat jet dan lain-lain adalah merupakan sistem

thermodinamika terbuka, karena secara simultan ada energi dan masa keluar-masuk sistem

tersebut. Karakteristik yang menentukan sifat dari sistem disebut property dari sistem, seperti

tekanan P, temperatur T, volume V, masa m, viskositas, konduksi panas, dan lain-lain. Selain itu

ada juga property yang disefinisikan dari property yang lainnya seperti, berat jenis, volume

spesifik, panas jenis, dan lain-lain. Suatu sistem dapat berada pada suatu kondisi yang tidak

berubah, apabila masing-masing jenis property sistem tersebut dapat diukur pada semua

bagiannya dan tidak berbeda nilainya. Kondisi tersebut disebut sebagai keadaan (state) tertentu

dari sistem, dimana sistem mempunyai nilai property yang tetap. Apabila property nya berubah,

maka keadaan sistem tersebut disebut mengalami perubahan keadaan. Suatu sistem yang tidak

mengalami perubahan keadaan disebut sistem dalam keadaan seimbnag (equilibrium). Perubahan

sistem thermodinamika dari keadaan seimbang satu menjadi keadaan seimbang lain disebut

proses, dan rangkaian keadaan diantara keadaan awal dan akhir disebut lintasan proses. Suatu

sistem disebut menjalani suatu siklus, apabila sistem tersebut menjalani rangkaian beberapa

proses, dengan keadaan akhir sistem kembali ke keadaan awalnya.

2.4  HUKUM-HUKUM TERMODINAMIKA

Energi Dalam

Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam

gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun

gas tidak melakukan atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak

tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik.

Berdasarkan teori kinetik gas, gas terdiri atas partikel-partikel yang berada dalam keadaan

gerak yang acak. Gerakan partikel ini disebabkan energi kinetik rata-rata dari seluruh partikel

yang bergerak. Energi kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas. Jadi, energi dalam dapat

ditinjau sebagai jumlah keseluruhan energi kinetik dan potensial yang terkandung dan dimiliki

oleh partikel-partikel di dalam gas tersebut dalam skala mikroskopik. Dan, energi dalam gas

sebanding dengan suhu mutlak gas. Oleh karena itu, perubahan suhu gas akan menyebabkan

perubahan energi dalam gas.

7

Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta

umum gas (R = 8,31 J mol−1 K−1, dan ∆T adalah perubahan suhu gas (dalam kelvin).

Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:

Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika

Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga,

maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.

Hukum Pertama Termodinamika

Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam

dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang

disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.

Hukum kedua Termodinamika

Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total

entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan

meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.

Hukum ketiga Termodinamika

Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan

bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan

entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda

berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

2.4.1    TERMODINAMIKA I

Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan

terlihat mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume

dan suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin). Prinsip ini

merupakan hukum alam yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi.

Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami

perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada

sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam.

Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I

termodinamika. Secara matematis, hukum I termodinamika dituliskan sebagai :

8

Q = W + ∆U

Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan ∆U adalah perubahan energi dalam. Secara

sederhana, hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.

Jika suatu benda dipanaskan yang berarti diberi kalor Q, benda akan mengembang atau

bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda akan bertambah panas yang

berarti mengalami perubahan energi dalam ∆U.

Proses Isotermik

Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di

dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini

dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan

energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama

dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W).

Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p – V di bawah ini. Usaha yang dilakukan

sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagaiDimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal gas.

Proses Isokhorik

Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan

melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak

melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya.

Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV.

QV = ∆U

Proses Isobarik

Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas

dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan

usaha (W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp.

Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas

pada volume konstan

QV =∆U

Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai

9

W = Qp − QV

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang

diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume

konstan (QV).

Proses Adiabatik

Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh

sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi

dalamnya (W = ∆U).

Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing

p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan

V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai

Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada

tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1). Proses

adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik

p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.

Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan mengenai hukum universal dari

kekekalan energi dan mengidentifikasikan perpindahan panas sebagai suatu bentuk perpindahan

energi. Pernyataan paling umum dari hukum pertama termodinamika ini berbunyi:

“ Kenaikan energi internal dari suatu sistem termodinamika sebanding dengan jumlah energi

panas yang ditambahkan ke dalam sistem dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh sistem

terhadap lingkungannya. ”

Pondasi hukum ini pertama kali diletakkan oleh James Prescott Joule yang melalui

eksperimen-eksperimennya berhasil menyimpulkan bahwa panas dan kerja saling dapat

dikonversikan. Pernyataan eksplisit pertama diberikan oleh Rudolf Clausius pada 1850:

"Terdapat suatu fungsi keadaan E, yang disebut 'energi', yang diferensialnya sama dengan jumlah

kerja yang dipertukarkan dengan lingkungannya pada suatu proses adiabatik."

2.4.2 TERMODINAMIKA II

Hukum kedua termodinamika berkaitan dengan apakah proses-proses yang dianggap taat

azas dengan hukum pertama, terjadi atau tidak terjadi di alam. Hukum kedua termodinamika

10

seperti yang diungkapkan oleh Clausius mengatakan, “Untuk suatu mesin siklis maka tidak

mungkin untuk menghasilkan efek lain, selain dari menyampaikan kalor secara kontinu dari

sebuah benda ke benda lain pada temperatur yang lebih tinggi".

Bila ditinjau siklus Carnot, yakni siklus hipotesis yang terdiri dari empat proses terbalikkan:

pemuaian isotermal dengan penambahan kalor, pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal

dengan pelepasan kalor dan pemampatan adiabatik; jika integral sebuah kuantitas mengitari

setiap lintasan tertutup adalah nol, maka kuantitas tersebut yakni variabel keadaan, mempunyai

sebuah nilai yang hanya merupakan ciri dari keadaan sistem tersebut, tak peduli bagaimana

keadaan tersebut dicapai. Variabel keadaan dalam hal ini adalah entropi. Perubahan entropi

hanya gayut keadaan awal dan keadaan akhir dan tak gayut proses yang menghubungkan

keadaan awal dan keadaan akhir sistem tersebut.

Hukum kedua termodinamika dalam konsep entropi mengatakan, "Sebuah proses alami yang

bermula di dalam satu keadaan kesetimbangan dan berakhir di dalam satu keadaan

kesetimbangan lain akan bergerak di dalam arah yang menyebabkan entropi dari sistem dan

lingkungannya semakin besar".

Jika entropi diasosiasikan dengan kekacauan maka pernyataan hukum kedua termodinamika

di dalam proses-proses alami cenderung bertambah ekivalen dengan menyatakan, kekacauan dari

sistem dan lingkungan cenderung semakin besar.

Di dalam ekspansi bebas, molekul-molekul gas yang menempati keseluruhan ruang kotak

adalah lebih kacau dibandingkan bila molekul-molekul gas tersebut menempati setengah ruang

kotak. Jika dua benda yang memiliki temperatur berbeda T1 dan T2 berinteraksi, sehingga

mencapai temperatur yang serba sama T, maka dapat dikatakan bahwa sistem tersebut menjadi

lebih kacau, dalam arti, pernyataan "semua molekul dalam sistem tersebut bersesuaian dengan

temperatur T adalah lebih lemah bila dibandingkan dengan pernyataan semua molekul di dalam

benda A bersesuaian dengan temperatur T1 dan benda B bersesuaian dengan temperatur T2".

Di dalam mekanika statistik, hubungan antara entropi dan parameter kekacauan adalah, pers.

(1): S = k log w

dimana k adalah konstanta Boltzmann, S adalah entropi sistem, w adalah parameter kekacauan,

yakni kemungkinan beradanya sistem tersebut relatif terhadap semua keadaan yang mungkin

ditempati.

11

Jika ditinjau perubahan entropi suatu gas ideal di dalam ekspansi isotermal, dimana

banyaknya molekul dan temperatur tak berubah sedangkan volumenya semakin besar, maka

kemungkinan sebuah molekul dapat ditemukan dalam suatu daerah bervolume V adalah

sebanding dengan V; yakni semakin besar V maka semakin besar pula peluang untuk

menemukan molekul tersebut di dalam V. Kemungkinan untuk menemukan sebuah molekul

tunggal di dalam V adalah, pers. (2):

W1 = c V

dimana c adalah konstanta. Kemungkinan menemukan N molekul secara serempak di dalam

volume V adalah hasil kali lipat N dari w. Yakni, kemungkinan dari sebuah keadaan yang terdiri

dari N molekul berada di dalam volume V adalah, pers.(3):

w = w1N = (cV)N.

Jika persamaan (3) disubstitusikan ke (1), maka perbedaan entropi gas ideal dalam proses

ekspansi isotermal dimana temperatur dan banyaknya molekul tak berubah, adalah bernilai

positip. Ini berarti entropi gas ideal dalam proses ekspansi isotermal tersebut bertambah besar.

Definisi statistik mengenai entropi, yakni persamaan (1), menghubungkan gambaran

termodinamika dan gambaran mekanika statistik yang memungkinkan untuk meletakkan hukum

kedua termodinamika pada landasan statistik. Arah dimana proses alami akan terjadi menuju

entropi yang lebih tinggi ditentukan oleh hukum kemungkinan, yakni menuju sebuah keadaan

yang lebih mungkin. Dalam hal ini, keadaan kesetimbangan adalah keadaan dimana entropi

maksimum secara termodinamika dan keadaan yang paling mungkin secara statistik. Akan tetapi

fluktuasi, misal gerak Brown, dapat terjadi di sekitar distribusi kesetimbangan.

Dari sudut pandang ini, tidaklah mutlak bahwa entropi akan semakin besar di dalam tiap-tiap

proses spontan. Entropi kadang-kadang dapat berkurang. Jika cukup lama ditunggu, keadaan

yang paling tidak mungkin sekali pun dapat terjadi: air di dalam kolam tiba-tiba membeku pada

suatu hari musim panas yang panas atau suatu vakum setempat terjadi secara tiba-tiba dalam

suatu ruangan.

2.4.3 TERMODINAMIKA III

Efek magnetokalorik di pakai untuk menurunkan temperatur senyawa paramagnetikhingga

sekitar 0.001 K. Secara prinsip, temperatur yang lebih rendah lagi dapat dicapai dengan

menerapkan efek magnetokalorik berulang-ulang. Jadi setelah penaikan medan magnetik semula

secara isoterm, penurunan medan magnetik secara adiabat dapat dipakai untuk menyiapkan

12

sejumlah besar bahan pada temperatur Tᶠ¹, yang dapat dipakai sebagai tandon kalor untuk

menaikan tandon kalor secara isoterm ynag berikutnya dari sejumlah bahan yang lebih sedikit

dari bahan semula. Penurunan medan magnetik secara adiabat yang kedua dapat menghasilkan

temperatur yang lebih rendah lagi, Tᶠ², dan seterusnya. Maka akan timbul pertanyaan apakah efek

magnetokalorik dapat dipakai untuk mendinginkan zat hingga mencapai nol mutlak.

Pecobaan menunjukan bahwa sifat dasar semua proses pendinginan adalah bahwa semakin

rendah temperatur yang dicapai, semakin sulit menurunkannya.hal yang sama berlaku juga untuk

efek magnetokalorik.dengan persyaratan demikian, penurunan medan secara adiabat yang tak

trhingga banyaknya diperlukan untuk mencapai temperatur nol mutlak. Perampatan dari

pengalaman dapat dinyatakan sebagai berikut :

Temperatur nol mutlak tidak dapat dicapai dengan sederetan prosesyang banyaknya

terhingga.Ini dikenal sebagi ketercapaian temperatur nol mutlak atau ketaktercapaian hukum

ketiga termodinamika. Pernyataan lain dari hukum ketiga termodinamika adalahhasil percobaan

yang menuju ke perhitungan bahwa bagaimana ΔST berlaku ketika T mendekati nol. ΔST ialah

perubahan entropi sistem terkondensasi ketika berlangsung proses isoterm terbuktikan.

Percobaansangat memperkuat bahwa ketika T menurun, ΔST berkurang jika sistem itu zat cair

atau zat padat. Jadi prinsip berikut dapat di terima:

Perubahan entropi yang berkaitan dengan proses-terbalikan-isotermis-suatu sistem-

terkondensasi mendekati nol ketika temperaturnya mendekati nol. Pernyataan tersebut

merupakan hukum ketiga termodinamika menurut Nernst-Simon. Nernst menyatakan bahwa

perubahan entropi yang menyertai tiap proses reversibel, isotermik dari suatu sistem

terkondensasi mendekati nol. Perubahan yang dinyatakan di atas dapat berupa reaksi kimia,

perubahan status fisik, atau secara umum tiap perubahan yang dalam prinsip dapat dilakukan

secara reversibel.

Hal ini dikenal sebagai hukun Nernst, yang secara matematika dinyatakan sebagai :

Pada Kemudian, Pada tahun 1911, Planck membuat suatu hipotesis 0, bukan hanya beda entropi

yg = 0, tetapi entropi setiap zatàsuhu T padat atau cair dalam keseimbangan dakhir pada suhu

nol. Dapat ditunjukkan secara eksperimen, bahwa bila suhunya mendekati St menurun.D0 K,

perubahan entropi transisi. Persamaan diatas dikenal sebagai hukum ketiga termodinamika.

13

Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan

bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan

entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda

berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

StD Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa perubahan entropi yang berkaitan

dengan perubahan kimia atau perubahan fisika bahan murni pada T = 0 K bernilai nol.

Secara intuitif hukum ketiga dapat dipahami dari fakta bahwa pergerakan ionik atau

molekular maupun atomik yang menentukan derajat ketidakteraturan dan dengan demikian juga

besarnya entropi, sama sekali berhenti pada 0 K. Dengan mengingat hal ini, tidak akan ada

perubahan derajat ketidakteraturan dalam perubahan fisika atau kimia dan oleh karena itu tidak

akan ada perubahan entropi.

14

BAB III

PENUTUP

A.      KESIMPULAN

BENTUK-BENTUK ENERGI

Total energi (E) suatu sistem merupakan jumlah dari energi thermal,

mekanis, kinetis, potensial, elektrik, magnetik, kimia dan nuklir.

SISTEM, PROSES DAN SIKLUS TERMODINAMIKA

Dalam thermodinamika ada dua jenis sistem, yaitu sistem tertutup

dan sistem terbuka. Dalam sistem tertutup masa dari sistem yang dianalisis tetap dan tidak ada

masa keluar dari sistem atau masuk kedalam sistem, tetapi volumenya bisa berubah. Yang dapat-

keluar masuk sistem tertutup adalah energi dalam bentuk panas atau kerja.

HUKUM TERMODINAMIKA I,II,III

Hukum Pertama Termodinamika: Hukum ini terkait dengan kekekalan energi.

Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika

tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem

dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.

Hukum kedua Termodinamika: Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi.

Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika

terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu,

mendekati nilai maksimumnya.

Hukum ketiga Termodinamika: Hukum ketiga termodinamika terkait dengan

temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem

mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem

akan mendekati nilai minimum.

B.     SARAN

Agar dapat menambah wawasan dan pengetahuan pembaca

15

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamika

http://www.cuacajateng.com/hukumpertamathermodinamika.html

http://www.forumsains.com/fisika-smu/bunyi-hukum-ke-2-thermodynamics/

www.infofisioterapi.com/info/makalah-termodinamika.html

http://odimirakoyukieto.blogspot.com/2011/06/makalah-kimia-fisik-termodinamika.html

http://termodinamika1.wordpress.com/2007/12/08/materi-perkuliahan/

 

16

MAKALAH TERMODINAMIKA

SISTEM TERMODINAMIKA

Oleh

APRILINA D H TURNIP

JONRIS MANATTI SITINJAK

SARIFAH AINUN SIHOMBING

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2016

17