Konsep energi, entropy, dan eksergi BAB I Konsep energi, entropy, dan eksergi

SISTEM TERMODINAMIS SISTEM SEKELILING BOUNDARY Sistem termodinamis adalah sekumpulan senyawa yang terdiri dari partikel-partikel atom dan molekul

SISTEM TERISOLASI TERTUTUP TERBUKA TERISOLASI TERTUTUP TERBUKA Transfer massa Tidak ada Ada Transfer panas dan/atau kerja

Termos air sebagai salah satu contoh sistem yang mendekati sistem terisolasi

ENERGI Energi berasal dari bahasa Yunani: ἐνέργεια - energeia yang berarti aktivitas ἐνεργός – energos yang berarti aktif Energi adalah besaran fisik skalar yang menggambarkan jumlah kerja yang dapat dilakukan oleh suatu gaya

Berbagai macam bentuk energi internal energy (U) Energi kinetik (EK) ENERGI DISIMPAN Energi potensial (EP) Energi kimia Panas (Q) ENERGI DITRANSFER Kerja (W) (energy in transit)

Hukum Pertama Termodinamika Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan; energi hanya berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya Jika satu bentuk energi hilang, maka dalam waktu yang sama akan muncul dalam bentuk yang lain.

Petir merupakan suatu aliran energi Petir merupakan suatu aliran energi. Energi potensial listrik di atmosfer berubah menjadi panas, cahaya, dan suara yang juga merupakan bentuk-bentuk energi

ENTROPY

Gambar ban mobil

Gambar silinder mobil

Gambar mobil menabrak

Apa penjelasan mengenai kejadian-kejadian tadi?

Transfer energi

penghalang

Menyebarkan energi ke sekeliling Penghalang (energi aktivasi) Energi ikatan kimia C10H22 dan O2 Energi ikatan kimia CO2 dan H2O >> Cenderung bereaksi Menyebarkan energi ke sekeliling Penghalang (energi aktivasi) bensin dan oksigen bisa berada bersama-sama tanpa mengalami perubahan apapun selama bertahun-tahun atau bahkan berabad-abad C10H22 + 10½ O2  5 CO2 + 11 H2O REAKSI PEMBAKARAN BENSIN

Gambar kepingan kaca, besi, bata dll

Dalam semua contoh di atas, partikel-partikel terkecil, yaitu atom atau molekul, selalu bergerak sangat cepat dengan arah acak. Kesemua atom-atom yang energenik tersebut akan menyebarkan energi gerakannya, jika ada kesempatan, ke molekul-molekul lain yang gerakannya lebih lamban (temperaturnya lebih rendah). Hukum Kedua Termodinamika merupakan simpulan dari kenyaaan bahwa molekul-molekul akan menyebarkan energi geraknya jika tidak ada sesuatu yang menghalanginya.

Hukum Kedua Termodinamika: Tidak mungkin ada mesin panas (heat engine) yang dapat mengubah semua energi panas menjadi usaha HOT RESERVOIR W COLD RESERVOIR QH QC

Perlu bantuan kerja (W) Panas tidak akan mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas Perlu bantuan kerja (W) HOT RESERVOIR QH W QC COLD RESERVOIR

Semua sistem yang bebas dari pengaruh luar, semakin lama akan semakin tidak beraturan ENTROPY Entropy merupakan inti dari Hukum Kedua Termodinamika, yang menyangkut proses yang berlangsung secara spontan Dalam ilmu termodinamika, entropy adalah satu ukuran yang menyatakan jumlah energi dalam suatu sistem fisik yang tidak dapat digunakan untuk melakukan kerja.

Entropy juga merupakan salah satu dari tiga potensial termodinamika dasar: U (energi dalam) S (entropy) A (energi Helmholtz) Perubahan entropy pada satu proses reversibel yang ber-langsung pada temperatur T dimana panas sebanyak Q diserap adalah: entropy tidak kekal entropy merupakan satu ukuran ke-irreversibel-an

ESKERGI Eksergi dari suatu sistem adalah kerja maksimum yang dapat dilakukan dalam suatu proses yang membawa sistem ke keadaan keseimbangan dengan suatu reservoir panas (heat reservoir). Jika lingkungan sekeliling merupakan reservoir panas (heat reservoir), maka eksergi adalah potensi dari suatu sistem untuk mengalami proses yang membawa pada keadaan keseimbangan dengan lingkungan sekelilingnya. Setelah sistem dan lingkungan sekeliling mencapai keadaan keseimbangan, eksergi sama dengan nol