Termodinamika

1) Apa sih termodinamika itu?
Termodinamika merupakan sebuah ilmu yang mempelajari tentang hubungan antara kalor dan usaha.
   - Hukum pertama termodinamika,  jika suatu sistem memperoleh energi dalam bentuk kalor dan pada saat yang sama kehilangan energi dalam bentuk usaha, maka perubahan energi dalam sistem tersebut adalah sama dengan besarnya selisih kalor dan usaha.



U = Energi dalam, yaitu energi yang tersimpan pada suatu benda karena pergerakan atom atom yang menyusun benda tersebut.
Q = Kalor, merupakan energi yang berpidah dari suhu tinggi ke suhu yang rendah. Q bernilai positif jika menerima kalor dan bernilai negatif jika kehilangan kalor.
W = Usaha luar, merupakan usaha yang oleh sistem karena hasil interaksi antara sistem dengan lingkungannya. Contohnya ketika sebuah tabung yang ditutup oleh piston yang bisa bergerak secara bebas pada salah satu ujungnya dan pada ujung yang lain diberi panas sehingga gas yang didalam piston tersebut suhunya naik dan bisa mendorong piston tersebut untuk bergerak keatas. Gas dalam tabung tersebut melakukan usaha luar. W bernilai positif jika usaha dilakukan oleh sistem dan bernilai negatif jika usaha dilakukan pada sistem.
   -  Hukum kedua termodinamika, kalor mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah secara spontan, namun tidak berlaku sebaliknya jika dilakukan secara spontan.

2) Apa yang dimaksud dengan isotermik, isokhorik, isobarik, dan adiabatik?
 - Isobarik, merupakan perubahan keadaan gas pada tekanan tetap. Pada proses isobarik usaha luar (W) dinyatakan oleh:

W = usaha luar
p  = tekanan
V  = volume

-Isokhorik, merupakan proses perubahan keadaan gas pada volume tetap. Jadi perubahan volumenya nol. Karena perubahan volumenya nol, maka proses isokhorik tidak memiliki usaha luar dan banyaknya kalor sama dengan perubahan energi dalam.



- Isotermik, merupakan proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap. Jadi perubahan suhunya sama dengan nol.


U = energi dalam
m = massa
c = kalor jenis zat
Pada proses isotermik usaha luar bisa dicari dengan rumus:

n = molaritas
R = 0,081
T = suhu
V = volume

- Adiabatik, merupakan proses perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk ataupun keluar dari suatu sistem,


3) Apa itu mesin carnot?
- Mesin carnot adalah suatu mesin yang mengubah hampir semua kalor menjadi usaha (bisa dinyatakan sempurna). Mesin ini tidaklah nyata, karena pada faktanya ada saja kalor yang hilang karena proses gesekan, konduksi, atau yang lainnya. Mesin ini digambarkan sebagai mesin yang memiliki satu silinder yang terisi gas ideal dan satu penghisap.

Grafik diatas menggambarkan siklus mesin carnot. Siklus mesin carnot terdiri dari dua proses adiabatik (dari d ke a dan dari b ke c) dan dua proses isotermik (dari a ke b dan daro c ke d). Pada siklus tersebut tidak terjadi proses perubahan energi dalam karena pada siklus tersebut reversible.

Usaha pada mesin carnot dinyatakan dengan:
W = Q₁ - Q₂
Q₁  = kalor pada suhu tinggi
Q₂  = kalor pada suhu rendah
Sedangkan efesiensi mesin carnot yaitu:
η = (W/Q₁) x 100%
Nb:
 Q₁ = T₁
 Q₂ = T₂