Termodinamika I

Termodinamika kimia dapat didefenisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor, kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan. Termokimia erat kaitannya dengan termodinamika, karena termokimia menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan dan pembent

ukan larutan.

Thermodinamika merupakan ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi di dalam 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

    Suatu sistem thermodinamika adalah suatu 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), seperti terlihat pada Gambar 1.1. Dalam aplikasinya batas sistem nerupakan bagian dari sistem maupu lingkungannya, dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak. 

Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimia.” Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, atau energi alam semesta adalah konstan.” hukum termodinamika 1

Perubahan kalor pada tekanan konstan:

DH = DE + PDV

W= PDV

DE = energi dalam

Pada proses siklis (keadaan akhir identik dengan kedaan awal) U1 =U2 è U2 - U1 = 0 , karena U adalah fungsi keadaan dan dalam keadaan sama nilai U juga sama.  Pada proses siklis dimungkinkan adanya panas yang keluar sistem.  Sehingga panas netto yg masuk ke dalam sistem seluruhnya dipakai untuk melakukan usaha

Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sbg

∆U = Q – W

∆U è perubahan tenaga dakhil sistem

Q è panas yang masuk/keluar dari sistem

W è Usaha yang dilakukan thp sistem

Tenaga dakhil adalah jumlah tenaga kinetik dan tenaga potensial molekul-molekulnya (pada gas sempurna molekulnya tidak tarik-menarik).  Perumusan di atas tidak meninjau kemungkinan sistem yg bergerak nisbi terhadap lingkungan

Mekanika è ∆Ek = W (tenaga kinetik benda = usaha yg dilakukan thp sistem)

Termodinamika, W-nya (-) è ∆Ek = -W

Pada suatu proses, tenaga kinetik maupun tenaga dakhil dapat berubah yg disebabkan oleh arus panas ataupun usaha.  Sehingga hukum pertama dapat ditulis :

∆U + ∆Ek = Q – Wt

Wt è Usaha total (usaha sistem sendiri, juga gaya-gaya yg lain.  Usaha tersebut karena gaya konservatif maupun nonkonservatif

      è  Wt = Wk + Wnk

Dengan rumus hukum pertama termodinamika berubah.  Menurut mekanika besar usaha oleh gaya konservatif, misalnya gaya gravitasi Wk = -∆Ep, pada termodinamika menjadi Wk = ∆Ep

∆U + ∆Ek + ∆EP = Q – Wnk