Hukum-hukum Dasar Termodinamika

Hukum-hukum Dasar Termodinamika

Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:

• Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.

• Hukum Pertama Termodinamika
Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan Kerja yang dilakukan terhadap sistem.

• Hukum kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.

• Hukum ketiga Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. 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 berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

HUKUM THERMODINAMIKA 1

1. Hukum ini diterapkan pada gas, khususnya gas ideal

PV = n R T
P . DV + -V . DP = n R DT

2. Energi adalah kekal, jika diperhitungkan semua bentuk energi yang timbul.

3. Usaha tidak diperoleh jika tidak diberi energi dari luar.

4. Dalam suatu sistem berlaku persamaan termodinamika I:

DQ = DU+ DW

DQ = kalor yang diserap
DU = perubanan energi dalam
DW = usaha (kerja) luar yang dilakukan

DARI PERSAMAAN TERMODINAMIKA I DAPAT DIJABARKAN:

1. Pada proses isobarik (tekanan tetap) ® DP = 0; sehingga,

DW = P . DV = P (V2 - V1) ® P. DV = n .R DT

DQ = n . Cp . DT ® maka Cp = 5/2 R (kalor jenis pada tekanan tetap)
DU-= 3/2 n . R . DT

2. Pada proses isokhorik (Volume tetap) ® DV =O; sehingga,

DW = 0 ® DQ = DU

DQ = n . Cv . DT ® maka Cv = 3/2 R (kalor jenis pada volume tetap)
AU = 3/2 n . R . DT


3. Pada proses isotermik (temperatur tetap): ® DT = 0 ;sehingga,

DU = 0 ® DQ = DW = nRT ln (V2/V1)

4. Pada proses adiabatik (tidak ada pertukaran kalor antara sistem dengan sekelilingnya) ® DQ = 0 Berlaku hubungan::

PVg = konstan ® g = Cp/Cv ,disebut konstanta Laplace


5. Cara lain untuk menghitung usaha adalah menghitung luas daerah di bawah garis proses.


Gbr. Isobarik

Gbr. Isotermik

Gbr. Adiabatik

Usaha pada proses a ® b adalah luas abb*a*a

Perhatikan perbedaan grafik isotermik dan adiabatik ® penurunan adiabatik lebih curam dan mengikuti persamaan PVg= C.

Jadi:
1. jika DP > DV, maka grafik adiabatik.
2. jika DP = DV, maka grafik isotermik.

Catatan:

1. Jika sistem menerima panas, maka sistem akan melakukan kerja dan energi akan naik. Sehingga DQ, DW ® (+).

2. Jika sistem menerima kerja, maka sistem akan mengeluarkan panas dan energi dalam akan turun. Sehingga DQ, DW ® (-).

3. Untuk gas monoatomik (He, Ne, dll), energi dalam (U) gas adalah

U = Ek = 3/2 nRT ® g = 1,67

4. Untuk gas diatomik (H2, N2, dll), energi dalam (U) gas adalah

Suhu rendah
(T £ 100ºK)


U = Ek = 3/2 nRT ® g = 1,67

® Cp-CV=R



Suhu sedang


U = Ek =5/2 nRT ® g = 1,67

Suhu tinggi
(T > 5000ºK)


U = Ek = 7/2 nRT ® g = 1,67

Cuaca Ekstrem

Melihat rentetan kejadian bencana tersebut seolah di wilayah tempat kita tinggal ini telah terjadi ''globalisasi'' bencana alam, sehingga kita semua harus selalu waspada, perlu langkah-langkah antisipasi dan mitigasi untuk mengurangi risiko bencana yang terjadi. Paling tidak, masyarakat perlu diberi pengetahuan dan pemahaman tentang perilaku alam yang akhir-akhir ini ''kurang bersahabat'', karena pada dasarnya tidak semua bencana alam tidak bisa diantisipasi. Maka adalah sesuatu yang mendesak jika pemerintah segera membuat sistem dan mekanisme peringatan dini, pra, saat dan pascabencana. Sebab, mekanisme peringatan dini sudah umum di negara-negara langganan dampak bencana cuacana ekstrem.

Cuaca ekstrem adalah penyimpangan kondisi fisis di udara dari keadaan normalnya. Kondisi ini tentu berdampak pada lingkungan dan seisinya, karena cuaca ekstrim memiliki dampak ikutan berupa bencana cuaca (weather hazard). Pada musim penghujan ini, indikasi munculnya kondisi cuaca ekstrim umumnya ditandai dengan hadirnya angin kencang, hujan deras yang dipicu oleh awan-awan hujan comulonimbus (Cb).

Awan Cb terjadi karena adanya proses thermal (pemanasan udara basah yang naik ke atas) dan proses mekanis yaitu pertemuan angin yang menimbulkan gerak vertikal udara basah ke atas.

Cuaca buruk akhir-akhir ini secara spesifik lokal berkaitan dengan mekanisme fenomena badai guntur (Thunderstorm). Thunderstorm merupakan fenomena cuaca yang terjadi dalam beberapa jam saja. Keadaan cuaca menjelang thunderstorm ditandai dengan banyaknya pertumbuhan awan-awan hujan yang tumbuh secara konvektif vertikal dan turbulen, disertai hujan lebat dengan petir dan guntur. Fenomena thunderstorm yang khas adalah selalu disertai hujan deras yang berlangsung antara setengah jam sampai dua jam disertai dengan tiupan angin kencang.

Penyebab lain cuaca ekstrem secara regional biasanya akibat adanya pusat tekanan rendah dan badai tropis (Tropical cyclone). Perbedaan utama antara thunderstorm dan badai tropis adalah pada arah gerak angin, di mana pada thunderstorm angin berasal dari dalam badai itu sendiri, massa udara bergerak dari atas ke bawah. Sedangkan pada badai tropis angin dihisap masuk ke dalam pusat badai. Tekanan rendah atau badai tropis di sekitar Australia ini menyebabkan tekanan udara di sepanjang Pulau Jawa, Bali dan Nusa Tenggara ikut terpengaruh menurun.

Dalam keadaan ini masa udara atmosfer tersedot ke arah pusat tekanan rendah atau badai tropis, yang dimanifestasikan dalam bentuk angin kencang. Penurunan tekanan udara yang dialami dapat mengakibatkan daerah pias pumpun antar tropis (Inter Tropical Convergence Zone -- ITCZ) berkembang dan bergeser ke arah selatan. Sehingga daerah Jawa, Bali dan Nusa Tenggara tercakup di dalamnya dan sebagian besar dari kawasan tersebut mengalami banyak pembentukan awan-awan hujan dan secara konsekuensi logis akan menimbulkan cuaca buruk di kawasan tersebut.

Masyarakat yang ingin mengetahui perkembangan cuaca terakhir dapat menghubungkan instansi Badan Meteorologi dan Geofisika setempat. Hal ini penting karena di samping sebagai langkah antisipasi, informasi cuaca yang benar akan menghindarkan diri dari simpang siur pemberitaan yang keliru dan berkembangnya isu-isu di sekitar cuaca buruk.

Cuaca Ekstrem

Melihat rentetan kejadian bencana tersebut seolah di wilayah tempat kita tinggal ini telah terjadi ''globalisasi'' bencana alam, sehingga kita semua harus selalu waspada, perlu langkah-langkah antisipasi dan mitigasi untuk mengurangi risiko bencana yang terjadi. Paling tidak, masyarakat perlu diberi pengetahuan dan pemahaman tentang perilaku alam yang akhir-akhir ini ''kurang bersahabat'', karena pada dasarnya tidak semua bencana alam tidak bisa diantisipasi. Maka adalah sesuatu yang mendesak jika pemerintah segera membuat sistem dan mekanisme peringatan dini, pra, saat dan pascabencana. Sebab, mekanisme peringatan dini sudah umum di negara-negara langganan dampak bencana cuacana ekstrem.

Cuaca ekstrem adalah penyimpangan kondisi fisis di udara dari keadaan normalnya. Kondisi ini tentu berdampak pada lingkungan dan seisinya, karena cuaca ekstrim memiliki dampak ikutan berupa bencana cuaca (weather hazard). Pada musim penghujan ini, indikasi munculnya kondisi cuaca ekstrim umumnya ditandai dengan hadirnya angin kencang, hujan deras yang dipicu oleh awan-awan hujan comulonimbus (Cb).

Awan Cb terjadi karena adanya proses thermal (pemanasan udara basah yang naik ke atas) dan proses mekanis yaitu pertemuan angin yang menimbulkan gerak vertikal udara basah ke atas.

Cuaca buruk akhir-akhir ini secara spesifik lokal berkaitan dengan mekanisme fenomena badai guntur (thunderstorm). Thunderstorm merupakan fenomena cuaca yang terjadi dalam beberapa jam saja. Keadaan cuaca menjelang thunderstorm ditandai dengan banyaknya pertumbuhan awan-awan hujan yang tumbuh secara konvektif vertikal dan turbulen, disertai hujan lebat dengan petir dan guntur. Fenomena thunderstorm yang khas adalah selalu disertai hujan deras yang berlangsung antara setengah jam sampai dua jam disertai dengan tiupan angin kencang.

Penyebab lain cuaca ekstrem secara regional biasanya akibat adanya pusat tekanan rendah dan badai tropis (tropical cyclon). Perbedaan utama antara thunderstorm dan badai tropis adalah pada arah gerak angin, di mana pada thunderstorm angin berasal dari dalam badai itu sendiri, massa udara bergerak dari atas ke bawah. Sedangkan pada badai tropis angin dihisap masuk ke dalam pusat badai. Tekanan rendah atau badai tropis di sekitar Australia ini menyebabkan tekanan udara di sepanjang Pulau Jawa, Bali dan Nusa Tenggara ikut terpengaruh menurun.

Dalam keadaan ini masa udara atmosfer tersedot ke arah pusat tekanan rendah atau badai tropis, yang dimanifestasikan dalam bentuk angin kencang. Penurunan tekanan udara yang dialami dapat mengakibatkan daerah pias pumpun antar tropis (Inter Tropical Convergence Zone -- ITCZ) berkembang dan bergeser ke arah selatan. Sehingga daerah Jawa, Bali dan Nusa Tenggara tercakup di dalamnya dan sebagian besar dari kawasan tersebut mengalami banyak pembentukan awan-awan hujan dan secara konsekuensi logis akan menimbulkan cuaca buruk di kawasan tersebut.

Masyarakat yang ingin mengetahui perkembangan cuaca terakhir dapat menghubungkan instansi Badan Meteorologi dan Geofisika setempat. Hal ini penting karena di samping sebagai langkah antisipasi, informasi cuaca yang benar akan menghindarkan diri dari simpang siur pemberitaan yang keliru dan berkembangnya isu-isu di sekitar cuaca buruk.