Arti Hukum I Termodinamika dan Proses-prosesnya

Ilustrasi hukum fisika (Sumber; Pixabay)

Termodinamika merupakan ilmu yang mempelajari hukum-hukum perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain. Hukum-hukum termodinamika ada empat, yakni Hukum Nol Termodinamika, Hukum I Termodinamika, Hukum II termodinamika, dan Hukum III Termodinamika.

Termodinamika sendiri berasal dari Bahasa Yunani, yaitu thermos yang artinya panas, dan dynamic yang berarti perubahan. Pada artikel kali ini, akan dibahas mengenai apa itu Hukum I Termodinamika dan bagaimana proses-prosesnya. Simak penjabarannya di bawah ini.

Hukum I Termodinamika

Ilustrasi hukum fisika (Sumber: Pixabay)

Mengutip Modul 01 Termodinamika karya Dr. Lula Nadia, M.A., M.Si., Hukum I Termodinamika menjelaskan tentang energi yang ada dalam suatu sistem dan dikenal sebagai Hukum Kekekalan Energi. Dalam Hukum Kekekalan Energi, energi tidak dapat dimusnahkan.

Jadi, energi-energi tersebut hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Oleh karena itu, Hukum I Termodinamika sering disebut sebagai Hukum Kekekalan Energi.

Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa kalor dan kerja mekanik dapat saling tukar antara sistem atau zat dengan lingkungannya. Maka dari itu, sejumlah kerja mekanik dibutuhkan untuk menghasilkan kalor dan begitu pula sebaliknya.

Dengan demikian, energi panas atau kalor (Q) yang diberikan oleh lingkungan ke sistem, sama dengan kerja eksternal (W) yang dilakukan sistem, ditambah dengan perolehan energi dalam sistem (U) karena kenaikan suhu.

Energi dalam suatu sistem (U) sendiri merupakan jumlah dari energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep) dari molekul pembangunan sistem. Energi yang tersimpan dalam suatu sistem atau zat bersifat mikroskopik, sehingga tidak dapat diukur secara langsung.

Sehubungan hukum kekekalan energi dari suatu sistem termodinamika, ada beberapa proses yang dikenal sebagai proses isotermik, isokhorik, isobarik, dan adiabatik. Dari energi yang ada pada proses tersebut, dapat pula dihitung berapa kapasitas panas kalornya, entalpi, dan kalor yang dihasilkan dari proses tersebut.

Baca juga: Perbedaan Suhu dan Kalor, Hubungan, serta Cara Perpindahannya

4 Proses Hukum I Termodinamika

Ilustrasi hukum fisika (Sumber: Pixabay)

Dalam Hukum I Termodinamika, terdapat beberapa proses yang dibagi menjadi empat jenis, antara lain:

1. Proses Isotermik

Jika pada suatu sistem proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan (T=0), proses ini dinamakan proses isotermik. Sebab, pada suhu konstan tidak terjadi perubahan energi dalam (U=0). Kemudian berdasarkan Hukum I Termodinamika, kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q=W).

2. Proses Adiabatik

Proses adiabatik adalah proses termodinamika, dimana kerja yang dilakukan oleh gas adalah murni berasal dari perubahan energi internalnya. Tidak ada energi yang masuk maupun keluar (Q) selama proses itu berjalan.

Sebagaimana bunyi Hukum I Termodinamika: Perubahan energi internal gas (dU) adalah banyaknya energi kalor yang disuplai (Q) dikurangi kerja yang dilakukan oleh gas (P.dV). Sehingga, dapat disimpulkan bahwa proses yang menyatakan tidak ada perubahan panas (Q=0) disebut sebagai proses adiabatik.

3. Proses Isokhorik

Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Sebab, gas berada dalam volume konstan (V=0), gas tidak melakukan usaha (W=0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya.

Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan Qv. Proses isokhorik sendiri dapat diartikan sebagai proses perubahan keadaan yang terjadi pada volume tetap.

4. Proses Isobarik

Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, dikatakan gas tersebut melalui proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas pun melakukan usaha (W=p.V).

Itulah tadi beberapa informasi mengenai Hukum I Termodinamika beserta keempat prosesnya. Semoga bermanfaat.

Baca juga: Mengenal Jenis dan Sifat Konduktor Sebagai Penghantar Listrik

(ANF)