Bentuk Energi dan Bahasa Termodinamika

Pengertian Energi

Energi berasal dan bahasa Yunani ”energia” yang berarti kegiatan atau aktivitas. Kata itu terdiri dan en (dalam) dan ergon (kerja). Jadi,pengertian energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha/kerja. Dalam satuan SI energi dinyatakan dalam joule (J). Satuan energi lainnya adalah kalori (kal). James Presecott Joule menunjukkan hubungan antara kalori dan joule, yaitu: 1 kalori 4,18 joule atau 1 joule 0,24 kalori. Energi ditemukan dalam berbagai bentuk termasuk diantaranya berupa cahaya, panas, kimia dan gerak. Ada banyak bentuk energi tapi mereka dimasukkan kedalam dua kategori yaitu : Energi Potensial dan Energi Kinetik

Energi Potensial.

Energi potensial adalah energi yang tersimpan, dan energi karena posisinya - energi gravitasi. Ada beberapa bentuk energi potensial.

• Energi Kimia adalah energi yang tersimpan dalam ikatan atom dan molekul. Baterai, biomassa, minyak bumi, gas alam, dan batubara adalah contoh dari energi kimia yang tersimpan. Energi kimia diubah menjadi energi termal ketika kita membakar kayu di perapian atau membakar bensin dalam mesin mobil.
• Energi Mekanik adalah energi yang tersimpan dalam objek dengan ketegangan. Kompresi pegas dan karet gelang yang diregangkan adalah contoh-contoh energi mekanik yang tersimpan.
• Energi Nuklir adalah energi yang tersimpan dalam inti atom. Jumlah energi yang sangat besar dapat dilepaskan ketika inti atom (nuklei) digabungkan atau dipecah. Pembangkit listrik tenaga nuklir membelah inti atom uranium dalam proses yang disebut fisi. Matahari menggabungkan inti atom hidrogen dalam proses yang disebut fusi.
• Energi Gravitasi adalah energi yang tersimpan oleh obyek di ketinggian. Semakin tinggi dan berat objek, semakin banyak energi gravitasi disimpan. Ketika Anda bersepeda menuruni bukit curam dan menambah kecepatan, energi gravitasi diubah menjadi energi gerak. PLTA adalah contoh lain dari energi gravitasi, dimana bendungan "mengalirkan" air dari sungai ke reservoir.

Energi Kinetik

Energi Kinetik adalah energi bergerak - gelombang, elektron, atom, molekul, zat, dan objek lainnya.

• Energi Radiasi adalah energi elektromagnetik yang bergerak dalam gelombang transversal. Energi radiasi termasuk cahaya tampak, sinar-x sinar gamma, dan gelombang radio. Cahaya adalah salah satu jenis energi radiasi. Sinar matahari adalah energi radiasi yang memasok bahan bakar dan panas yang membuat kehidupan di Bumi terjadi.
• Energi Termal, atau panas, adalah getaran dan gerakan atom dan molekul dalam zat. Ketika sebuah objek memanas, atom dan molekul bergerak dan bertabrakan lebih cepat. Energi Geothermal adalah energi panas di Bumi ini.
• Energi Gerak adalah energi yang tersimpan dalam gerakan benda. Semakin cepat mereka bergerak, semakin banyak energi yang disimpan. Dibutuhkan energi untuk membuat objek bergerak, dan energi akan dilepaskan ketika sebuah objek melambat. Angin adalah contoh energi gerak. Sebuah contoh dramatis energi gerak adalah kecelakaan mobil, yang terjadi ketika mobil berhenti total dan melepaskan semua energi geraknya sekaligus dalam sekejap yang tidak terkendalikan.
• Suara adalah pergerakan energi melalui zat dalam gelombang longitudinal (kompresi / penghalusan). Suara dihasilkan ketika gaya menyebabkan suatu benda atau substansi bergetar - energi ditransfer melalui zat dalam gelombang. Biasanya, energi dalam suara jauh lebih kecil dari bentuk-bentuk energi lainnya.
• Energi Listrik disampaikan oleh partikel bermuatan kecil yang disebut elektron, biasanya bergerak melalui kabel. Petir adalah contoh energi listrik di alam, begitu kuat sehingga tidak merambat pada kabel.

Pengertian Termodinamika.

   Termodinamika menurut bahasa Yunani yaitu Thermos (panas) dan Dynamic (perubahan). Maka Termodinamika adalah ilmu yangmenggambarkan dan mendefinisikan perubahan dari suatu bentuk energi kebentuk energi lainnya khususnya antara energi termal dan energi mekanik. Termodinamika membahas tentang sistem keseimbangan yang dapat digunakan untuk mengetahui besarnya energi yang diperlukan untuk mengubah suatu sitem keseimbangan, tetapi tidak dapat digunakan untuk mengetahui seberapa cepat peruahan itu terjadi karena selama proses sistem tidak berada dalam keseimbangan. Suatu sistem tersebut dapat berubah akibat dari lingkungan yang berada disekitarnya.

   Termodinamika memiliki konsep dasar berupa istilah seperti sistem, lingkungan dan batas sistem. Sistem merupakan suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan objek analis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan, sedangkan batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem.

Sistem termodinamika.

   

   Sistem termodinamika sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran enrgi dengan lingkungan yang berada disekitar sistem. Sifat sistem ada dua yaitu sifat intensif (sifat yang tidak bergantung pada kuantitas sistem) dan sifat ekstensif (sifat yang bergantung pada kuantitas sistem). 

Sifat pembatas dibagi menjadi dua yaitu 

1. Pembatas Adiabatik : merupakan pembatas dimana tidak ada pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan
2. Pembatas Tegar : merupakan pembatas dimana tidak ada kerja baik dari sistem terhadap lingkungan ataupun sebaliknya.

Kemudian ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:

1. Sistem terisolasi : sistem dimana tidak terjadi pertukaran panas dengan lingkungan, contoh dari sistem ini adalah wadah terisolasi seperti tabung gas
2. Sistem tertutup : sistem dimana terjadi pertukararan energi tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan, contohnya green house dimana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan.
3. Sistem terbuka : sistem dimana terjadi pertukaran energi dan benda dengan lingkungannya, contohnya tumbuhan dan samudra.

   Keadaan sistem adalah keadaan makrofis dimana sifat-sifatnya dapat ditentukan secara khas dan bebas waktu.

   Proses termodinamika dikatakan Reversible jika prosesnya berlangsung melalui sederetan keadaan termodinamika yang berkelanjutan. Reversible merupakan proses ideal tetapi keadaan kesetimbangan yangs sebenernya hanya dapat dicapai dalam kurun waktu yang sangat lama dan tidak dapat dipastikan kapan itu akan terjadi. Sedangkan proses Irreversible dapat kita anggap sebagai proses reversible terbatas jika dilakukan secara sangat lambat dan berada pada proses yang sangat singkat.

Hukum Termodinamika.

Ada beberapa hukum termodinamika, yaitu :

1. Hukum Awal ( Zeroth Law ) : hukum yang menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan yang lainnya
2. Hukum Pertama Termodinamika ( kekekalan energi ) : hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai kedalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.
3. Hukum Kedua Termodinamika : hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk menigkat seiring dengan berjalannya waktu mendekati nilai maksimumnya. Hukum ini terkait dengan Entropi
4. Hukum Ketiga Termodinamika : 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 terstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut benilai nol