Hukum pertama termodinamika adalah
suatu pernyataan mengenai hukum universal dari kekekalan energi dan
mengidentifikasikan perpindahan panas sebagai suatu bentuk
perpindahan energi. Pernyataan paling
umum dari hukum pertama termodinamika ini
berbunyi:
Kenaikan energi internal dari
suatu sistem termodinamikasebanding dengan jumlah energi panas yang
ditambahkan ke dalam sistem dikurangi dengan kerja yang
dilakukan oleh sistem terhadap lingkungannya.
|
Pondasi hukum ini pertama kali diletakkan
oleh James
Prescott Joule yang melalui eksperimen-eksperimennya berhasil menyimpulkan
bahwa panas dan kerja saling dapat dikonversikan. Pernyataan eksplisit pertama
diberikan oleh Rudolf
Clausius pada 1850: "Terdapat suatu
fungsi keadaan E, yang disebut 'energi', yang diferensialnya sama dengan jumlah
kerja yang dipertukarkan dengan lingkungannya pada suatu proses adiabatik."
Energi dalam sistem
merupakan jumlah total semua energi molekul dalam sistem. Apabila usaha
dilakukan pada sistem atau sistem memperoleh kalor dari lingkungan, maka energi
dalam pada sistem akan naik. Sebaliknya energi dalam akan berkurang apabila
sistem melakukan usaha pada linngkungan atau sistem memberi kalor pada
lingkungan. Dengan demikian, perubahan energi dalam pada sistem yang tertutup
merupakan selisih kalor yang diterima dengan usaha yang dilakukan sistem.
∆U = Q – W atau Q = ∆U + W
dengan
∆U : Perubahan energi dalam (J)
Q : Kalor yang diterima/dilepas
(J)
W : Usaha (J)
demensi / tanda :
d : + (bila energy system bertambah)
- (sebaliknya)
Q : + (bila dQ masuk kedalam system)
- (bila dQ keluar dari system)
w : + ( bila volume di kompresi )
- (sebaliknya)
Q : + (bila dQ masuk kedalam system)
- (bila dQ keluar dari system)
w : + ( bila volume di kompresi )
- (bila
terjadi ekspansi volume)
Hukum pertama termodinamika merupakan
hukum kekekalan energi. Menurut hukum pertama termodinamika, setelah
mengalami proses tertentu, sistem berubah dari keadaan 1 ke keadaan 2, maka
energi-dalamnya berubah dari U1 ke U2.
Selama proses itu berlangsung, sistem menerima kalor sebanyak Q dan melakukan
usaha sebesar W, sehingga didapat persamaan :
dQ = dU + dW
(persamaan 1)
Q = (U2
- U1) +
W
(persamaan 2)
Baik persamaan 1
ataupun persamaan 2 merupakan hukum pertama termodinamika.
Hukum pertama termodinamika menyatakan
bahwa energi kekal adanya, kalau diperhitungkan semua bentuk energi yang
timbul. Tidak hanya energi mekanik saja yang harus diperhitungkan, tapi juga
energi-dalam dan kalor.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar