Hukum pertama termodinamika menyatakan tentang kekalnya energi (conservation of energy). Dalam kenyataannya, tidak serta merta sebuah proses yang memenuhi hukum pertama termodinamika mesti bisa terjadi di alam nyata. Untuk bisa benar-benar terjadi di alam nyata, sebuah proses tidak cukup hanya memenuhi hukum pertama termodinamika, tetapi juga harus memenuhi hukum kedua termodinamika. Bagaimana hukum kedua termodinamika?

Hukum kedua termodinamika berpusat pada masalah entropi. Hukum kedua termodinamika bisa dinyatakan sebagai berikut: “Entropi dapat diciptakan tetapi tidak dapat dimusnahkan.” Berdasarkan postulat ini, entropi yang ada pada sebuah proses bisa tetap tidak berubah dan bisa pula naik, namun tidak mungkin berkurang. Entropi hanya bisa tetap tidak berubah pada sebuah proses reversible (s1 = s2). Contoh sebuah proses reversible adalah ayunan bandul teoritis, dimana sama sekali tidak ada friksi yang menghambat ayunan. Dengan demikian, jika bandul diayunkan ke arah kanan sejauh x maka bandul akan kembali ke sebelah kiri sejauh x pula. Namun dalam kenyataannya, proses semacam ini sangat sulit ditemui karena friksi – meski hanya sedikit – pasti akan ada. Dalam kenyataannya, hampir semua proses yang terjadi di alam adalah irreversible. Dalam sebuah proses irreversible, pasti akan terjadi kenaikan entropi (s2 > s1).

Hukum pertama termodinamika tidak lain adalah hukum kekekalan energi (conservation of energy). Hukum ini menyatakan bahwa: “energi tidak bisa diciptakan dan tidak pula bisa dimusnahkan dalam sebuah proses; ia hanya bisa berubah bentuk.” Hukum pertama termodinamika bisa pula dinyatakan dalam formulasi “energy balance” sebagai berikut:

Ein – Eout biasa disebut sebagai net energy transfer.

Transfer energi bisa dilakukan melalui 3 cara:

1. Heat transfer Q
2. Work transfer W
3. Mass flow

Khusus untuk sistem tertutup, transfer energi hanya bisa dilakukan melalui cara 1 dan 2 (heat transfer dan work transfer saja). Adapun untuk control volume, transfer energi bisa dilakukan dengan ketiga cara diatas. (more…)

Dalam termodinamika, obyek yang sedang kita kaji dan evaluasi biasa disebut sebagai sistem. Batas (boundary) adalah yang menjadi sekat antara sistem dan sekitarnya (surroundings). Ada dua jenis sistem: 1. sistem tertutup, disebut juga control mass, 2. sistem terbuka, lebih sering disebut sebagai control volume. Pada sistem tertutup, massa tidak bisa keluar masuk batas. Meski demikian, energi bisa saja keluar masuk batas. Contoh sistem tertutup adalah udara yang dilingkupi oleh sebuah tabung tertutup. Batas pada sistem tertutup tidak selalu harus fixed. Bisa saja batas pada sebuah sistem tertutup berubah-ubah (moving). Contohnya: udara pada silinder berpiston dimana pistonnya bisa bergerak didalam silinder.

(more…)