MAKALAH

BEBERAPA PROSES TERMODINAMIKA GASDalam rangka memenuhi tugas akhir mata kuliah Fisika Dasar II Yang dibina oleh Drs. H. Chaerul Rochman ,M.PdfLayoutInCell1fAllowOverlap1fBehindDocument1fHidden0fLayoutInCell1

Oleh Nama NIM Prodi Semester : IRMA RAHMAWATI : 208 204 117 : Pendidikan Kimia : II (dua)

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG 2009

KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah Yang Maha Adil dan Maha Bijaksana, yang telah memberikan segala nikmat dan hidayah-Nya kepada umat manusia supaya selalu dekat kepada-Nya. Shalawat beserta salam semoga tetap tercurah limpahkan kehadirat Rasulullah SAW baik kepada keluarga, sahabat maupun kepada kita selaku umatnya. Makalah ini penulis sampaikan kepada pembina mata kuliah Fisika Dasar II, Bapak Drs. H. Chaerul Rochman ,M.Pd, sebagai salah satu syarat kelulusan mata kuliah tersebut. Tidak lupa saya ucapkan terima kasih kepada Bapak dosen yang telah membimbing penulis dan kepada semua pihak yang telah membantu kelancaran penulisan makalah ini. Alhamdulillah makalah ini akhirnya dapat diselesaikan oleh penulis walaupun masih banyak kekurangan baik dari segi penulisan maupun dari segi sub-materinya. Untuk itu penulis memohon kritik dan saran yang bersifat membangun guna perbaikan makalah ini. Akhirnya hanya kepada Allah jualah kita memohon perlindungan dan hanya kepada Allah-lah kita memohon ampun. Mudah-mudahan makalah ini bermanfaat bagi yang membacanya kelak. Amin.

Bandung, 17 Mei 2009

Penulis

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR............................................................................................i DAFTAR ISI...........................................................................................................ii BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1 A. Latar Belakang............................................................................................1 B. Tujuan Penyusunan.....................................................................................1 C. Ruang Lingkup dan Peta Konsep................................................................2 BAB II PEMBAHASAN........................................................................................3 A. Pengertian...................................................................................................3 B. Beberapa Proses Termodinamika Gas........................................................4 C. Energetika Kimia........................................................................................9 D. Contoh Soal dan atau Masalah dengan Pembahasannya...........................14 BAB III MANFAAT DAN NILAI-NILAI YANG TERKANDUNG DALAM KONSEP FISIKA DAN KIMIA...........................................................................16 A. Manfaat......................................................................................................16 B. Nilai-Nilai yang Terkandung dalam Konsep Fisika dan Kimia................16 BAB IV SIMPULAN............................................................................................20 DAFTAR ISTILAH..............................................................................................22 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................25

3|

BAB I PENDAHULUAN A. L a t a r B e l a k a n g Saat ini kita mengkonsumsi energi dalam jumlah yang sangat besar. Energi ini sebagian besar diperoleh dari pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas alam, dan batu bara. Ada kekuatiran bahwa peningkatan konsumsi energi ini tidak sebanding dengan diketemukannya sumber-sumber energi yang baru. Oleh karena itu, kita harus menemukan cara yang lebih efisien dalam menggunakan sumber-sumber yang ada. Penggunaan energi secara efisien harus konsisten dengan hukumhukum lain yang juga digunakan pada energi dalam bentuk kalor dan usaha. Salah satu hukum yang membahas energi adalah termodinamika. Termodinamika merupakan cabang ilmu fisika yang membahas suhu, kalor, dan besaran makroskopik lainnya yang berkaitan. Dalam studi mengenai termodinamika ini, kita akan melihat bahwa hukum-hukum termodinamika memberikan pembatasan-pembatasan pada pemanfaatan energi dalam bentuk kalor dan usaha. Hukum-hukum

termodinamika beserta konsep kalor dan suhu memungkinkan kita menjelaskan bagaimana mesin-mesin kalor bekerja, sebuah lemari es dapat mendinginkan makanan didalamnya, atau radiator mobil bekerja mendinginkan makanan. B. T u j u a n P e n y u s u n a n 1. Mengetahui pengertian dari ilmu termodinamika. 2. Mengetahui proses-proses yang terjadi dalam termodinamika gas. 3. Mengetahui peranan proses termodinamika gas dalam fenomena kehidupan sehari-hari. 4. Mengetahui konsep termodinamika kimia. 5. Mengetahui aspek manfaat dan aspek nilai-nilai yang terkandung dalam konsep termodinamika.5|

C. R u a n g L i n g k u p d a n P e t a K o n s e p Ruang lingkup dari proses-proses termodinamika adalah proses yang berhubungan dengan usaha yang dilakukan oleh gas yang berkaitan

dengan perubahan suhu, perubahanvolume dan perubahan energi dalam gas. Peta Konsep :

BAB II7|

PEMBAHASAN A. PENGERTIAN

Termodinamika dalam arti luas adalah pengkajian hubungan kuantitatif antara kalor dan bentuk lain energi. Termodinamika berasal dari bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan'. Hal itu berarti termodinamika adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal. Termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari hukum-hukum dasar yang dipatuhi oleh kalor dan usaha. Ilmu termodinamika ini berperan untuk memberikan batasan-batasan dalam pemanfaatan energi dalam bentuk kalor dan usaha, agar pemakaian energi efektif, efisien dan tepat guna. Dalam termodinamika benda-benda yang kita tinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada disekitar sistem tersebut adalah lingkungan. Pengabstrakan dasar atas termodinamika adalah pembagian dunia menjadi sistem dibatasi oleh kenyataan atau ideal dari batasan. Sistem yang tidak termasuk dalam pertimbangan digolongkan sebagai lingkungan. Dan pembagian sistem menjadi subsistem masih mungkin terjadi, atau membentuk beberapa sistem menjadi sistem yang lebih besar. Biasanya sistem dapat diberikan keadaan yang dirinci dengan jelas yang dapat diuraikan menjadi beberapa parameter.

9|

Sistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan. Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan : 1. Sistem terisolasi Tak terjadi pertukaran energi maupun materi dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi. 2. Sistem tertutup

Terjadi pertukaran energi tetapi tidak terjadi pertukaran materi dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. 3. Sistem terbuka Terjadi pertukaran energi dan materi dengan lingkungan. Tetapi komposisi sistem terbuka itu tidak tetap. Contoh dari system terbuka adalah sejumlah zat dalam wadah terbuka.

B. BEBERAPA PROSES TERMODINAMIKA GAS Proses termodinamika gas merupakan proses yang berhubungan dengan usaha yang dilakukan oleh gas yang berkaitan dengan perubahan suhu, volume, tekanan, dan energi dalam gas. Proses tersebut adalah proses isotermal, proses isokhorik, proses isobarik, dan proses adiabatik.

1. Proses Isotermal Proses isotermal adalah proses perubahan keadaan gas (sistem) pada suhu tetap. Proses ini mengikuti hukum boyle, yaitu PV = konstan. Untuk menghitung usaha yang dilakukan oleh sistem, kita tentukan dulu persamaan tekanan sebagai

fungsi volume berdasarkan persamaan keadaan gas ideal, yaitu P = gambar dibawah ini.

. Karena nRT

merupakan bilangan tetap, maka grafik P-V akan berbentuk hiperbola. Perhatikan

Sebuah wadah mengandung n

silinder logam mol gas ideal

11 |

dan massa sejumlah besar pasir panas menjaga silinder dan gas pada suatu suhu mutlak T. Kedudukan semula pengisap sedemikian sehingga volume gas adalah V1. Saat gaya luar yang bekerja pada pengisap dikurangi, gas memuai secara statis mencapai volume akhir V2.fLayoutInCell1fAllowOverlap1fBehindDocument1fHidden0fLayoutInCell1

Usaha yang dilakukan gas tidak dapat dihitung dengan persamaan W = PV sebab tekanan P tidak tetap. Walaupun demikian, usaha sama dengan luas daerah dibawah grafik P-V (luas

raster). Secara umum, usaha yang dilakukan gas dinyatakan dengan persamaan integral berikut :

W=

Dari persamaan gas ideal telah kita peroleh P =

, sehingga :

W= Karena nRT tetap, maka faktor-faktor tersebut dapat dikeluarkan dari tanda integral.

Kemudian, dengan menggunakan sifat integral

= ln x, kita peroleh :

W = nRT

= nRT = nRT [ln V2 ln V1]

W = nRT ln 2. Proses Isokhorik Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan gas (sistem) pada volume tetap. Perhatikan gambar dibawah ini.fLayoutInCell1fAllowOverlap1fBehindDocument1fHidden0fLayoutInCell1

Gambar disamping ini mengilustrasikan suatu proses isokhorik saat suatu tetapi untuk gas dipanaskan. Gas akan memuai jika hal itu dapat dilakukannya, wadah yang kaku menjaga volumenya tetap, sehingga grafik P-V proses ini adalah suatu garis lurus vertical. Pemuaian gas itu sendiri diabaikan. Karena volume tetap, tekanan gas naik, dan gas melakukan gaya yang makin membesar pada dinding. Walaupun gaya yang sangat besar dapat dibangkitkan dalam wadah tertutup, usaha sama dengan nol karena dinding wadah tidah berpindah.

W = P V W = P (0) W=0

13 |

3. Proses Isobarik Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan gas (sistem) pada tekanan tetap. Coba perhatikan gambar berikut. Suatu sistem gas yang berada dalam wadah silinder yang ditutup oleh sebuah pengisap yang dapat oleh balok bergerak. Tekanan dalam sistem dijaga tetap tekanan atmosfer dan berat pengisap beserta diatasnya. Setelah bagian wadah dipanaskan oleh sebuah pembakar Bunsen, tampak pengisap berpindah keatas dan berhenti pada kedudukan baru, sejauh s.

Perpindahan kedudukan pengisap disebabkan oleh usaha yang dilakukan gas (sistem) terhadap pengisap dan balok diatasnya (lingkungan).fLayoutInCell1fAllowOverlap1fBehindDocument0fHidden0fLayoutInCell1

Usaha W dapat dihitung dari persamaan W = F.s dengan F adalah besar gaya, dan s adalah besar perpindahan. Gaya F ditimbulkan oleh tekanan gas P yang bekerja pada bagian bawah pengisap, yang besarnya F = P.A, sehingga :

W = F.s = (P.A) s Jadi, W = P. V W = P (V2 V1)

4. Proses Adiabatik Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas (sistem) dimana tidak ada kalor yang masuk ke sistem atau keluar dari sistem (gas). Coba perhatikan gambar berikut ini. Gambar disamping menunjukkan susunan n mol suatu gas ideal yang melakukan usaha dalam keadaan-keadaan adiabatik, memuai secara statis dari volume awal V1 ke V2. Susunannya mirip dengan pemuaian isotermal. Akan tetapi, usaha yang berbeda dilakukan dalam proses ini. Sebab wadah silinder sekarang dikelilingi oleh bahan yang menahan aliran kalor, sehingga Q = 0. fLayoutInCell1fAllowOverlap1fBehindDocument0fHidden0fLayoutInCell1 Grafik P-V disamping menunjukan bahwa pada proses adiabatic terjadi perubahan suhu, tekanan, dan volume. Proses ini mengikuti rumus Poisson sebagai berikut :

P

= Tetap atau P1

= P2

T

= Tetap atau T1

= T2

dengan > 1, merupakan hasil perbandingan kapasitas kalor gas pada tekanan tetap Cp dan kapasditas kalor gas Cv. Besaran disebut konstanta laplace .

=

15 |

Karena system tidak melepas kalor, maka usaha yang dilakukan sistem hanya mengubah energi dalam. Besarnya usaha tersebut dapat ditentukan dengan penerapan persamaan integral, sehingga menghasilkan hubungan sebagai berikut.

W=

(P1V1 P2V2)

Dari hukum termodinamika I, usaha yang dilakukan oleh gas dalam proses adiabatic juga dapat dinyatakan dalam bentuk :

W = n R (T1 T2) C. ENERGETIKA KIMIA Energetika kimia adalah ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi yang terjadi dalam proses atau reaksi. Studi ini mencakup dua aspek penting yaitu : Penentuan atau perhitungan kalor reaksi Studi tentang arah proses dan sifat-sifat sistem dalam

kesetimbangan. Ilmu pengetahuan termodinamika didasarkan atas dua postulat, yang dikenal sebagai Hukum Pertama Termodinamika dan Hukum Kedua Termodinamika. Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa energy system tersekat adalah tetap (asas kekekalan energy), sedangkan menurut hukum kedua termodinamika, entropi sistem tersekat cenderung mencapai suatu nilai maksimum (asas peningkatan entropi). Aplikasi Hukum Pertama Termodinamika pada sistem kimia adalah termokimia. Termokimia adalah studi tentang efek panas yang terjadi baik pada proses fisis, maupun dalam reaksi kimia. Efek panas ini, yang biasanya disebut kalor reaksi, ialah energy yang dipindahkan dari atau ke system (ke atau dari lingkungan), sehingga suhu hasil reaksi menjadi sama dengan suhu pereaksi. Jika energy itu dipindahkan dari system ke lingkungan, maka reaksi yang bersangkutan merupakan reaksi eksoterm, sedangkan jika energy dipindahkan ke system

dari lingkungan, maka reaksi bersifat endoterm. Dengan diagram :

Besarnya kalor reaksi bergantung pada kondisi reaksi. Bagi reaksi pada volume tetap ( Isokhorik ): kalor reaksi = qv = U. Bagi reaksi pada tekanan tetap ( Isobarik ) : kalor reaksi = qp = H. Hubungan antara U dan H dapat diturunkan sebagai berikut : H = U + Pv H = U + (pV) Bagi reaksi gas (ideal), (pV) = (nRT) = (n) RT, sehingga persamaan diatas dapat diubah menjadi, H = U + (n) RT Dengan n menyatakan selisih mol gas hasil reaksi dan mol gas pereaksi. Persamaan ini memberikan hubungan antara H dan U pada suhu yang sama. Bagi reaksi yang tidak menyangkut gas (pV) kecil sekali dibandingkan terhadap U, sehingga dapat diabaikan. Bagi reaksi ini, H = U.

Contoh :17 |

N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3

H298 = -92,0 kJ

n = koefisien hasil - koefisien reaksi n = 2 4 = -2 U = H - (n) RT U298 = -92,0 + 2 (8,31)(298)10-3 U298 = -87,0 Kj 1. Penentuan Kalor Reaksi Secara Eksperimen (Kalorimetri) Hanya reaksi-reaksi berkesudahan yang berlangsung dengan cepat dapat ditentukan kalor reaksinya secara eksperimen. Misalnya : Reaksi pembakaran, C(s) + O2(g) CO2(g) Reaksi penetralan, NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) Reaksi pelarutan, Na2CO3(s) + aq Na2CO3(aq)

Penentuan ini biasanya menyangkut pengukuran perubahan suhu dari larutan atau dari air dalam kalorimeter. 2. Perhitungan Kalor Reaksi Karena kebanyakan reaksi kimia dikerjakan pada tekanan tetap (Isobarik), maka pada perhitungan ini hanya diperhatikan entalpi reaksi, H. a. Perhitungan dengan menggunakan Hukum Hess Metoda ini terutama digunakan untuk menentukan entalpi reaksi yang tidak dapat ditentukan melalui eksperimen, misalnya pada reaksi :

C(s) + O2(g) CO(g)

Menurut Hess, entalpi reaksi tidak bergantung pada apakah reaksi yang bersangkutan berlangsung dalam satu tahap atau melalui beberapa tahap.

C(s) + O2(g) CO(g) H = ? H dari reaksi ini dapat dihitung dari data entalpi pembakaran karbon dan karbon monoksida : C(s) + O2(s) CO2(g) H = -393,5 kJ

CO(g) + O2(g) CO2(g)

H = -283,0 kJ

(-)

C(s) + O2(g) CO(g)

H = -110,5 kJ

Perhitungan dapat juga dilakukan dengan menggunakan diagram reaksi, sebagai berikut :

C(s) + O2

H 3

CO2H 1

H 2

C(s) + O2(s) H1 + H3 = H2 H3 = H2 - H1 = -393,5 (-283,0) H3 = - 110,5 kJb. Perhitungan dari data Entalpi Pembentukan standar.

19 |

Yang dimaksudkan dengan entalpi pembentukan standar suatu senyawa ialah perubahan entalpi yang terjadi dalam reaksi pembentukan satu mol senyawa terserbut dari unsur-unsurnya, dengan semua zat berada dalam keadaan standar. Besaran ini biasanya ditunjukkan dengan lambang Hf, maka entalpi standar senyawa dapat disamakan dengan entalpi pembentukan standarnya : Hi = Hf,i , jadi bagi sembarang reaksi, A+BC+D Jadi, H = Hf,C + Hf, D Hf,A Hf,B. Dengan menggunakan ungkapan ini, maka entalpi reaksi dapat dihitung dari data entalpi pembentukan standar.

c. Perkiraan Entalpi Reaksi dari data Energi Ikatan. Metoda ini, yang hanya dapat digunakan pada reaksi gas, yang menyangkut zat-zat dengan ikatan kovalen, didasarkan atas anggapan bahwa : Semua ikatan dari suatu jenis tertentu, misalnya semua ikatan C-H dalam senyawa CH4, adalah identik. Energi ikatan dari ikatan tertentu tidak bergantung pada senyawa dimana ikatan itu ditemukan. Ada dua macam energi ikatan : 1) Energi disosiasi ikatan, D, yaitu perubahan entalpi yang terjadi dalam proses pemutusan ikatan dalam

molekul dwiatom atau dalam pemutusan ikatan tertentu dalam suatu senyawa. 2) Energi ikatan rata-rata, , yang merupakan energy rata-rata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan tertentu dalam semua senyawa yang mengandung ikatan tersebut. Dengan menggunakan data energy ikatan, maka entalpi reaksi selanjutnya dihitung berdasarkan ungkapan : H = (energy ikatan pereaksi) - (energy ikatan produk)

Aplikasi Hukum Kedua Termodinamika pada system kimia adalah entropi. Entropi adalah suatu fungsi keadaan yang, secara matematik, didefinisikan sebagai, dS = qrev / T. Dalam ungkapan ini qrev ialah kalor yang dipertukarkan antara system dan lingkungan secara reversible. Karena dS merupakan diferensial total, maka perubahan entorpi yang terjadi dalam setiap proses atau reaksi diberikan oleh, dS = S2 S1 atau S = S2 S1 dengan S1 dan S2 berturut-turut adalah entropi system dalam keadaan awal dan keadaan akhir. Perubahan Entropi Pada Proses Fisis. a. Proses yang tidak disertai dengan pengubahan fasa. Contoh : H2O (l, 25C, 1 atm) H2O (l, 75C, 1 atm) b. Proses pengubahan fasa secara reversible Karena proses ini berlangsung secara isotherm dan isobar, maka perubahan entropinya dapat dihitung dengan cara mengintegrasikan persamaan.

21 |

dS = qrev/T = dH/T = H/T

Contoh : H2O(l)

H2O(g)1 atm

c. Proses pengubahan fasa secara tak-reversibel Contoh : H2O (l, 25C, 1 atm) H2O (g, 100C, 1 atm).

D. CONTOH SOAL DAN ATAU MASALAH DENGAN PEMBAHASANNYA 1. Sejenis gas pada keadaan A dipanaskan pada tekanan tetap yaitu 2,0 atm dan volume awal 0,3 L, sehingga keadaannya berubah ke keadaan B volumenya 0,8 L. Hitunglah : a. Usaha yang dilakukan gas ? b. Luas bidang ABCD ? Pembahasan : Diketahui : P = 2,0 atm V1 = 0,3 L V2 = 0,8 L2,0 atm

0,3 L

0,8 L

Ditanyakan : W = ? Jawaban : a. W = PV

= (2,0 atm) (0,8 L 0,3 L) W = 1,0 L atm b. L ABCD = DC x DA = (0,8 L 0,3 L) (2 atm) L ABCD = 1,0 L atm. 2. Dua mol gas argon memuai secara isothermal pada suhu 27C, dari volume awal 0,025 m3 ke volume akhir 0,050 m3. Tentukan usaha yang dilakukan gas argon?.(R=8,31 J/mol K). Pembahasan : Diketahui : Ditanyakan : W = ? Jawaban : n = 2 mol V1 = 0,025 m3 V2 = 0,050 m3 T = (27 + 273) K = 300 K R = 8 31 J/mol K

W = nRT ln

= (2 mol) (8,31 J/mol K) (300K) ln = (4986 J) (ln 2)23 |

W = 3456 Joule.

BAB III MANFAAT DAN NILAI-NILAI YANG TERKANDUNG DALAM KONSEP FISIKA DAN KIMIA

A. Manfaat Ilmu termodinamika ini bermanfaat untuk memberikan batasan-batasan dalam pemanfaatan energi dalam bentuk kalor dan usaha, agar pemakaian energi efektif, efisien dan tepat guna. Hukum-hukum termodinamika beserta konsep kalor dan suhu memungkinkan kita menjelaskan bagaimana mesin-mesin kalor bekerja, sebuah lemari es dapat mendinginkan makanan didalamnya, atau radiator mobil bekerja. Pada proses adiabatic sangat penting dalam bidang rekayasa. Beberapa contoh proses adiabatic meliputi pemuaian gas panas dalam suatu mesin diesel. Pemuaian gas

cair dalam system pendingin dan langkah kompresi dalam esin diesel. B. Nilai Nilai Yang Terkandung Dalam Konsep Fisika dan Konsep Kimia Sebagian orang yang rendah pengetahuan keislamannya beranggapan bahwa al-Quran adalah sekedar kumpulan cerita - cerita kuno yang tidak mempunyai manfaat yang signifikan terhadap kehidupan modern, apalagi jika dikorelasikan dengan kemajuan iptek saat ini. Al-Quran menurut mereka cukuplah dibaca untuk sekedar mendapatkan pahala bacaannya, tidak untuk digali kandungan ilmu didalamnya, apalagi untuk dapat menjawab permasalahan-permasalahan dunia modern dan diterapkan dalam segala aspek kehidupan, hal itu adalah sesuatu yang nonsense. Setelah kita mengetahui betapa tinggi perhatian Islam terhadap ilmu pengetahuan dan betapa Allah SWT mewajibkan kepada kaum muslimin untuk belajar dan terus belajar, maka Islampun telah mengatur dan menggariskan kepada ummatnya agar mereka menjadi ummat yang terbaik (dalam ilmu pengetahuan dan dalam segala hal) dan agar mereka tidak salah dan tersesat, dengan memberikan bingkai sumber pengetahuan.

190} } 191} } Artinya : Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal. Yaitu orangorang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadaan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi seraya berkata ya Tuhan kami, tiadalah engkau menciptakan ini dengan sia-sia. Maha suci engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka.(QS. Ali Imran : 190-191) Allah SWT telah memerintahkan manusia untuk memikirkan alam semesta dan mengambil berbagai hukum serta manfaat darinya. Tidak ada satu ilmu-pun yang tidak bermanfaat bagi kehidupan kita. Jika kita merenungkannya dengan seksama, maka kita akan mampu meyingkap sesuatu yang belum kita ketahui. Sama halnnya dengan ilmu termodinamika ini, terutama tentang proses-proses yang terjadi dalam termodinamika gas25 |

ini.

80} } Artinya : yaitu Tuhan yang menjadikan untukmu api dari kayu yang hijau, maka tibatiba kamu menyalakan (api) dari kayu itu.(QS. Yasin : 80).

Ayat ini menjelaskan tentang betapa banyaknya sumber energy yang telah Allah siapkan untuk kita. Dalam proses penyalaan api-pun terjadi banyak sekali reaksi dan proses yang melibatkan gas. Disinilah peran dari proses termodinamika gas. Proses termodinamika gas memberikan batasan-batasan dalam pemanfaatan energy itu. Nilai Praktis Konsep hukum proses termodinamika gas ini dipelajari dan diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Pada proses isothermal, contohnya adalah proses pada gas untuk menyelam. Pada proses isobaric, contohnya proses gas yang digunakan pada balon udara. Pada umumnya terjadi pada sistem yang mempunyai kontak langsung dengan tekanan atmosfer bumi yang dianggap (misal: reaksi biokimia) Pada proses isokhorik, contohnya adalah proses gas pada mesin sterilisasi. Pada proses adiabatic, contohnya adalah yang terjadi pada mesin diesel. Nilai Religius Mempelajari konsep proses termodinamka gas ini kita dapat mengetahui bahwa Allah SWT telah memerintahkan manusia untuk memikirkan alam semesta dan mengambil berbagai hukum serta manfaat darinya. Tidak ada satu ilmu-pun yang tidak bermanfaat bagi kehidupan kita. Jika kita merenungkannya dengan seksama, proses konstan

maka kita akan mampu meyingkap sesuatu yang belum kita ketahui. Sama halnnya dengan ilmu termodinamika ini, terutama tentang proses-proses yang terjadi dalam termodinamika gas ini. Nilai Intelektual Konsep proses termodinamika gas ini, kita dapat menjelaskan bagaimana mesin-mesin kalor bekerja, sebuah lemari es dapat mendinginkan makanan didalamnya, atau radiator mobil bekerja secara logis? Mesin-mesin itu bekerja bukan karena adanya unsur magic atau sihir seperti yang orang-orang primitive pikirkan. Nilai Pendidikan . Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan gas (sistem) pada volume tetap maka akan menghasilkan usaha sama dengan nol. Atau dengan kata lain hasilnya adalah nol. Begitu juga dengan kehidupan kita. Jika kita tidak melakukan perubahan terhadap watak kita yang keras atau watak buruk kita, kita membiarkan sifat itu tetap ada pada diri kita. Maka sama saja dengan semua yang telah kita lakukan adalah sia-sia. Tidak menghasilkan apa-apa dan tidak mempunyai nilai guna bagi orang-orang disekitar kita. Lalu untuk apa kita ada di dunia ini jika kita tidak mempunyai arti bagi orang lain? Itulah yang harus kita renungkan. Nilai sosial-politik Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas (sistem) dimana tidak ada kalor yang masuk ke sistem atau keluar dari sistem (gas) atau kalor sama dengan nol. Hal ini terjadi karena adanya bahan penahan aliran kalor yang ada di pasang pada system. Begitu juga dalam social-politik. Kalor itu kita ibaratkan dengan nafsu amarah. Dewasa ini banyak sekali para politisi yang cepat sekali naik pitam, hanya karena pendapatnya tidak disetujui. Berdasarkan proses adiabatic ini, semestinya para politisi dapat menahan amarah yang ingin dikeluarkan dan dapat menghindari amarah para politisi lain yang ada disekitarnya. Dengan cara memberikan isolator pada diri kita sendiri. Dan isolator itu adalah keimanan dan ketakwaan kita, serta sikap menghargai antar sesama manusia. .

27 |

BAB IV SIMPULAN

Pengetahuan akan fisika dasar sangatlah dibutuhkan dalam rangka membangun konsep pemahaman terhadap penggunaan fisika dalam kehidupan sehari-hari. Mengingat fisika sebagai fondasi dari ilmu alam, maka sudah sewajarnyalah bila ilmu fisika menjadi ilmu wajib bagi para ilmuwan, peneliti dan para mahasiswa. Seiring berjalannya waktu, ilmu fisika pun menjadi semakin kompleks. Gas, sebagai salah satu sifat dan bentuk alam, memiliki karakteristik yang khas. Berbeda dengan bentuk zat lainnya, karakteristik gas sangat erat kaitannya dengan tekanan, temperatur dan volume. Beberapa teori dan hukum yang sangat mempengaruhi dalam pemahaman sifat gas yang diantaranya adalah teori kinetik gas dan hukum termodinamika Termodinamika dalam arti luas adalah pengkajian hubungan kuantitatif antara kalor dan bentuk lain energy. Termodinamika merupakan cabang ilmu fisika yang membahas suhu, kalor, dan besaran makroskopik lainnya yang berkaitan. Proses termodinamika gas merupakan proses yang berhubungan dengan usaha yang dilakukan oleh gas yang berkaitan dengan perubahan suhu, volume, tekanan, dan energi dalam gas. Proses tersebut adalah proses isotermal, proses isokhorik, proses isobarik, dan proses adiabatic. Proses isotermal adalah proses perubahan keadaan gas (sistem) pada suhu tetap. Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan gas (sistem) pada volume tetap. Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan gas (sistem) pada tekanan tetap. Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas (sistem) dimana tidak ada kalor yang masuk ke sistem atau keluar dari sistem (gas).

Energetika kimia adalah ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi yang terjadi dalam proses atau reaksi. Studi ini mencakup dua aspek penting yaitu penentuan atau perhitungan kalor reaksi, dan studi tentang arah proses dan sifat-sifat sistem dalam kesetimbangan. Aplikasi Hukum Pertama Termodinamika pada sistem kimia adalah termokimia. Termokimia adalah studi tentang efek panas yang terjadi baik pada proses fisis, maupun dalam reaksi kimia. Aplikasi Hukum Kedua Termodinamika pada system kimia adalah entropi. Entropi adalah suatu fungsi keadaan yang, secara matematik, didefinisikan sebagai, dS = qrev / T. Dalam ungkapan ini qrev ialah kalor yang dipertukarkan antara system dan lingkungan secara reversible.

29 |

DAFTAR ISTILAH Adiabatik : Suatu proes perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari system. Efisiensi mesin : Perbandingan usaha yang dilakukan terhadap kalor masukan yang diberikan. Energi disosiasi ikatan : Perubahan entalpi yang terjadi dalam proses pemutusan ikatan dalam molekul dwiatom atau dalam pemutusan ikatan tertentu dalam suatu senyawa. Energi ikatan rata-rata : Merupakan energy rata-rata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan tertentu dalam semua senyawa yang mengandung ikatan tersebut. Entalpi : Perubahan energy panas suatu zat. Entalpi pembentukan standar : Perubahan entalpi yang terjadi dalam reaksi pembentukan satu mol senyawa terserbut dari unsur-unsurnya, dengan semua zat berada dalam keadaan standar. Entropi : Suatu fungsi keadaan yang, secara matematik,

didefinisikan sebagai, dS = qrev / T.

Gas : Suatu fase benda yang tidak mempunyai wujud yang bisa menempati ruang. Gas ideal : Gas dimana melekul-melekul gas dapat dianggap tanpa ukuran atau berupa titik, dan antara melekul-melekul gas tak ada gaya-gaya yang bekerja, atau dengan kata lain kita dapat menyebutkan bahwa gas ideal adalah gas sempurna.

31 |

Ikatan kovalen : Sejenis ikatan kimia yang dikarakterisasikan oleh pasangan elektron yang saling terbagi (kongsi elektron) di antara atom-atom yang berikatan.

Integral : Kebalikan dari proses diferensiasi, integral ditemukan menyusul ditemukannya masalah dalam diferensiasi di mana matematikawan harus berpikir bagaimana menyelesaikan masalah yang berkebalikan dengan solusi diferensiasi. Isobarik : Proses perubahan keadaan gas pada tekanan tetap. Isokhorik : Proses perubahan keadaan gas pada volume tetap. Isotermal : Proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap. Kalor : Merupakan sejumlah energy yang ditransfer akibat adanya perubahan suhu. Kalor reaksi : Energy yang dipindahkan dari atau ke system (ke atau dari lingkungan), sehingga suhu hasil reaksi menjadi sama dengan suhu pereaksi.

33 |

Kimia : Ilmu yang mempelajari mengenai komposisi dan sifat zat atau materi dari skala atom hingga molekul serta perubahan atau transformasi serta interaksi mereka untuk membentuk materi yang ditemukan sehari-hari. Lingkungan : Semua yang ada disekitar system. Mesin Kalor/Mesin Pemanas : Suatu alat atau sistem yang berfungsi untuk mengubah energi kalor atau energi panas menjadi energi usaha atau energi mekanik. Mesin Pendingin/Refrigerator : Suatu alat atau sistem yang berfungsi untuk secara netto memindahkan kalor dari reservoar dingin ke reservoar panas dengan menggunakan usaha luar.

Proses Irreversibel : Kebalikan dari proses reversibel, proses yang tidak dapat kembali dari keadaan akhir menuju kekeadaan awal melalui jalan yang sama.

Proses Reversibel : Merupakan proses dari suatu keadaan awal ke keadaan tertentu dan dari keadaan akhir tersebut dimungkinkan terjadinya proses balik ke keadaan awal kembali melalui jalan yang sama. Sedemikian rupa dengan mudah jika pada sistem dikenai kondisi tertentu.

Reaksi eksoterm : Energy yang dipindahkan dari system ke lingkungan. Reaksi endoterm : Energy dipindahkan ke system dari lingkungan. Reaksi kimia : Suatu keadaan/reaksi yang berlangsung secara kimiawi. Reservoir : Benda yang massanya sedemikian besar sehingga benda itu dapat menyerap atau membuang sejumlah kalor yang tak terbatas banyaknya tanpa menimbulkan perubahan temperatur yang berarti atau perubahan koordinat termodinamik lainnya.

Siklus/Daur : Proses terus -menerus yang merupakan sederetan proses yang terdiri atas beberapa tahapan dari suatu keadaan setimbang ke keadaan setimbang lain, kemudian kembali lagi ke keadaan setimbang semula yang hasilnya adalah pengubahan kalor menjadi kerja atau usaha luar.

Sistem : Kumpulan benda-benda yang kita tinjau. Sistem terbuka : System yang terjadi pertukaran energi dan materi dengan lingkungan. Sistem terisolasi : System yang tidak terjadi pertukaran energi maupun materi dengan

lingkungan. Sistem tertutup : System yang terjadi pertukaran energi tetapi tidak terjadi pertukaran materi dengan lingkungan. Suhu : Derajat panas dinginnya suatu benda. Tekanan : Gaya per satuan luas,dimana gaya dan luas berbanding terbalik. Termodinamika : Cabang ilmu fisika yang memusatkan perhatian pada energi (terutama energi panas) dan transformasinya. Termokimia : Studi tentang efek panas yang terjadi baik pada proses fisis, maupun dalam reaksi kimia. Turunan : Suatu objek yang berdasarkan atau dibuat dari suatu sumber dasar. Volume : Suatu besaran turunan yang mempunyai satuan m3 atau Liter,yang menyatakan kapasitas isi sebuah benda.

DAFTAR PUSTAKA Achmad, Hiskia. Drs. & Ir. M.S. Tupamahu. 2001. STOIKIOMETRI ENERGETIKA KIMIA. Bandung : PT. Citra Aditya Bakti.35 |

Brady, James E. 1998. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Jakarta : Bina Rupa Aksara. Foster, Bob. 1997. TERPADU FISIKA SMU JILID 3. Jakarta : Erlangga. Giancoli, Douglas C.1998. FISIKA. Jilid I. Edisi kelima. Jakarta : Erlangga. Kanginan, Marthen. 1995. FISIKA 2000. Jakarta : Erlangga. Keenan, W. Charles. 1999. ILMU KIMIA UNTUK UNIVERSITAS. Jilid I. Jakarta : Erlangga. Soedojo, Peter. 1986. AZASAZAS ILMU FISIKA. Jilid I. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

http://wikipedia.com

37 |

http://fisika.net

http://sarwanto.staff.fkip.uns.ac.id

39 |