Konsep energi, entropy, dan eksergi BAB I

SISTEM TERMODINAMIS
SEKELILING
SISTEM
BOUNDARY
Sistem termodinamis
adalah sekumpulan
senyawa yang terdiri
dari partikel-partikel
atom dan molekul
SISTEM
TERISOLASI
Transfer massa
Transfer panas
dan/atau kerja
TERTUTUP
TERBUKA
TERISOLASI
Tidak ada
TERTUTUP
Tidak ada
TERBUKA
Ada
Tidak ada
Ada
Ada
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
DISIMPAN
Energi kinetik (EK)
Energi potensial (EP)
Energi kimia
ENERGI
DITRANSFER
(energy in transit)
Panas (Q)
Kerja (W)
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. 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
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
H22 + 10½ O
+ 11 H2Oselama
tanpaC10mengalami
perubahan
2  5 CO2 apapun
bertahun-tahun
atau bahkan
REAKSI
PEMBAKARAN
BENSIN berabad-abad
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
QH
W
QC
COLD RESERVOIR
W
Efisiensi 
QH
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 berlangsung pada temperatur T dimana panas sebanyak Q
diserap adalah:
dS 
Qrev
T
• 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