Sistem dan Lingkungan Termodinamika

Sistem dan Lingkungan Termodinamika

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani dari kata “thermos”  yang berarti panas dan “dynamic” yang berarti perubahan. Termodinamika merupakan ilmu fisika yang mempelajari mengenai hubungan antara kalor dan usaha. Termodinamika memiliki berbagai cabang ilmu lainnya, salah satunya adalah “Termokimia” yaitu ilmu yang mempelajari tentang kalor yang menyertai proses perubahan kimia dan perubahan fisika. Dalam bab termodinamika ini akan mempelajari bagaimana pemanfaatan kalor untuk menghasilkan usaha.

Pengertian Sistem dan Lingkungan Termodinamika :

Dalam termodinamika dikenal istilah sistem dan lingkungan. Sistem adalah kumpulan dari benda-benda atau apa saja yang diteliti atau diamati yang menjadi pusat perhatian. Sedangkan lingkungan adalah benda-benda yang berada diluar dari sistem tersebut. Dan sistem bersama dengan lingkungannya dinamakan dengan semesta atau universal. Batas adalah perantara dari sistem dan lingkungan. Contohnya : saat mengamati sebuah bejana yang berisi gas, yang dimaksud dengan sistem dari peninjauan itu adalah gas tersebut, sedangkan lingkungannya adalah bejana itu sendiri.

Jenis-Jenis Sistem :

Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan sifat dari batasan dan arus benda, energi dan materi yang melaluinya. Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan, yaitu :

1.    Sistem Terbuka :

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda (materi) dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Contohnya : saat merebus air.

 

2.    Sistem Tertutup :

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Air pada gelas tertutup merupakan salah satu contoh sistem tertutup. Dimana terjadi pertukaran panas dan kerja tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Suatu sistem dapat mengalami pertukaran panas, atau kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:

~ pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.

~ pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

Dikenal juga istilah dinding, ada dua jenis dinding yaitu dinding adiabatik dan dinding diatermik. Dinding adiabatik adalah dinding yang mengakibatkan kedua zat mencapai suhu secara lambat sekali. Dinding adiabatik sempurna yang tidak memungkinkan pertukaran kalor antara dua zat. Dinding diatermik adalah dinding yang memungkinkan kedua zat itu dengan cepat mencapai suhu yang sama.

 

3.    Sistem Terisolasi :

Sistem yang tidak mengakibatkan terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

 

Contoh Soal yang Berkaitan dengan Sistem dan Lingkungan :

Sebuah bejana berisi gas Nitrogen (N₂) diukur suhunya dengan menggunakan termometer. Tentukan manakah yang termasuk sistem dan manakah yang termasuk lingkungan dari pernyataan tersebut!

Jawabannya :

          Sistem         (yang menjadi pusat perhatian) : gas Nitrogen (N₂).

          Lingkungan (diluar sistem)                            : bejana dan termometer.