Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dilenyapkan, melainkan hanya dapat berubah bentuk. Energi akan tetap terjaga dalam suatu sistem termodinamika dan dapat berpindah antara bentuk kalor dan kerja.

1. 1
Hukum Thermodinamika I

2. 2
Definisi Hukum Thermodinamika I
• Dikenal dengan hukum kekalan energi
• Jika suatu energi hilang dari suatu bentuk energi
maka akan muncul dalam bentuk energi yang lain
• Dalam bentuk persamaan matematis dapat
dinyatakan dengan :
ΔU = ΔQ – ΔW
Besarnya perubahan energi dalam adalah sama
dengan panas yang ditambahkan dikurangi kerja
yang dilakukan oleh suatu sistem

3. 3
Konsep dasar Hukum Thermodinamika I
Hukum pertama termodinamika adalah hukum konversi energi,
hukum ini menyatakan bahwa ENERGI TIDAK DAPAT
DICIPTAKAN ATAU DILENYAPKAN, energi hanya dapat
diubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya.
Dalam hukum ini dijelaskan bahwa energi yang berasal
misalnya :
- Energi matahari tersebut sesampai di bumi tidak pernah habis
dipakai. Sebaliknya energi tersebut akan terus mengalami
perubahan menjadi bentuk energi lain.
- Energi kinetik dari baling – baling ini nantinya dapat
menggerakkan dynamo atau generator listrik, dan terciptalah
energi listrik
- Energi listrik dapat diubah menjadi bermacam energi yang
lain seperti yang terjadi dalam kehidupan kita. seperti energi
suara, energi panas, dan energi lainnya.DLL................

4. 4
Penerapan Hukum Pertama Termodinamika
dalam empat proses termodinamika.
• Proses Isotermik (suhu selalu konstan)
ΔU=Q - W ΔU=0 (energi dalam sistem tidak berubah)
0 = Q – W
Q = W Persamaan proses Isotermik

5. 5
• Proses Adiabatik
ΔU = Q – W Q = 0 (Tidak ada kalor yang masuk atau keluar
sistem)
ΔU = 0 – W
ΔU = - W Persamaan proses adiabatik

6. 6
• Proses Isokhorik (volume selalu konstan)
ΔU = Q – W W = 0 (sistem tidak melakukan kerja terhadap
lingkungan)
ΔU = Q – 0
ΔU = Q Persamaan proses isokorik

7. 7
• Proses Isobarik (tekanan selalu konstan)
ΔU = Q – W Persamaan proses isobarik

8. 8
Penerapan termodinamika secara
teknik (dalam perencanaan)
• Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap :
Energi kimia atau energi nuklir dikonversikan
menjadi energi termal dalam ketel uap atau
reaktor nuklir. Energi ini dilepaskan ke air,
yang berubah menjadi uap. Energi uap ini
digunakan untuk menggerakkan turbin uap,
dan energi mekanis yang dihasilkan
digunakan untuk meng- gerakkan generator
untuk menghasilkan daya listrik.

9. 9
• Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air :
Energi potensial air dikonversikan menjadi energi
mekanis melalui penggunaan turbin air. Energi
mekanis ini kemudian dikonversikan lagi Menjadi
energi listrik oleh generator listrik yang
disambungkan pada poros turbinnya.
• Motor pembakaran dalam
Energi kimiawi bahan bakar dikonversikan menjadi
kerja mekanis. Campuran udara bahan bakar
dimanfaatkan dan pembakaran dilakukan oleh busi.
Ekspansi gas hasil pembakaran mendorong piston,
yang menghasilkan putaran pada poros engkol.

10. 10
Contoh Soal
Serangkaian proses termodinamika ditunjukkan
pada diagram di bawah… kurva a b dan d c =‐ ‐
proses isokorik (volume konstan). Kurva b c dan a‐ ‐
d = proses isobarik (tekanan konstan). Pada proses
a b, Kalor (Q) sebanyak 600 Joule ditambahkan ke‐
sistem. Pada proses b c, Kalor (Q) sebanyak 800‐
Joule ditambahkan ke sistem. Tentukan :
1. Perubahan energi dalam pada proses a b‐
2. Perubahan energi dalam pada proses a b c‐ ‐
3. Kalor total yang ditambahkan pada proses a d c‐ ‐

11. 11
Panduan jawaban :
1. Perubahan energi dalam pada proses a b‐
Pada proses a b, kalor sebanyak 600 J ditambahkan ke sistem.‐
Proses a b = proses isokorik (volume konstan). Pada proses isokorik,‐
penambahan kalor pada sistem hanya menaikkan energi dalam sistem.
Dengan demikian, perubahan energi dalam sistem setelah menerima
sumbangan kalor :
ΔU = Q
ΔU = 600 J
P1 = 2 x 105
Pa = 2 x 105
N/m2
P2 = 4 x 105
Pa = 4 x 105
N/m2
V1 = 2 liter = 2 dm3
= 2 x 10 3‐
m3
V2 = 4 liter = 2 dm3
= 4 x 10 3‐
m3

12. 12
2. Perubahan energi dalam pada proses a b c‐ ‐
Proses a b = proses isokorik (volume konstan). Pada proses a b,‐ ‐
kalor sebanyak 600 J ditambahkan ke sistem. Karena volume
konstan maka tidak ada kerja yang dilakukan oleh sistem.
Proses b c = proses isobarik (tekanan konstan).‐ Pada proses b c,‐
kalor (Q) sebanyak 800 Joule ditambahkan ke sistem. Pada proses
isobarik, sistem bisa melakukan kerja. Besarnya kerja yang
dilakukan sistem pada proses b c (proses isobarik) adalah :‐
W = P(V2 V1) tekanan konstan‐ ‐‐‐
W = P2 (V2 V1)‐
W = 4 x 105
N/m2 (4 x 103‐
m3 2 x 10‐ 3‐
m3)
W = 4 x 105
N/m2 (2 x 103‐
m3)
W = 8 x 102
Joule
W = 800 Joule
Kalor total yang ditambahkan ke sistem pada proses a b c adalah :‐ ‐
Q total = Qab + Qbc
Q total = 600 J + 800 J
Q total = 1400 Joule

13. 13
Kerja total yang dilakukan oleh sistem pada proses
a b c adalah :‐ ‐
W total = Wab + Wbc
W total = 0 + Wbc
W total = 0 + 800 Joule
W total = 800 Joule
Perubahan energi dalam sistem pada proses a b c‐ ‐
adalah :
ΔU = Q – W
ΔU = 1400J – 800J
ΔU = 600 J
Perubahan energi dalam pada proses a-b-c = 600 J

14. 14
3. Kalor total yang ditambahkan pada proses a d c‐ ‐
Kalor total yang ditambahkan pada sistem bisa
diketahui melalui persamaan di bawah :
ΔU = Q – W
Q = ΔU + W
Kerja (W) total yang dilakukan pada proses a d c =‐ ‐
W pada proses a d + W pada proses d c‐ ‐
Proses a d merupakan proses isobarik (tekanan‐
konstan), sedangkan proses d c merupakan proses‐
isokorik (volume konstan). Karena volume konstan
maka tidak ada kerja yang dilakukan pada proses d‐
c. Terlebih dahulu kita hitung kerja yang dilakukan
pada proses a d.‐
Wad = P(V2 V1) tekanan konstan‐ ‐‐‐
Wad = P1 (V2 V1)‐

15. 15
Wad = 2 x 105
N/m2 (4 x 103‐
m3 2 x 10‐ 3‐
m3)
Wad = 2 x 105
N/m2 (2 x 103‐
m3)
Wad = 4 x 102
Joule
Wad = 400 Joule
W total = W pada proses a d + W pada proses d c‐ ‐
W total = 400 Joule + 0
W total = 400 Joule
Dengan demikian, banyaknya kalor yang ditambahkan
pada proses a-d-c adalah :
Q = ΔU + W
Q = 600J + 400J
Q = 1000 J

16. 16
KESIMPULAN
• Hukum Pertama Termodinamika adalah bentuk lain
dari hukum kekekalan energi yang diaplikasikan
pada perubahan energi dalam yang dialami oleh
suatu sistem.
• Hukum pertama termodinamika adalah hukum
konversi energi, hukum ini menyatakan
bahwa ENERGI TIDAK DAPAT DICIPTAKAN ATAU
DILENYAPKAN, energi hanya dapat diubah dari
bentuk satu ke bentuk lainnya.

17. 17
• Hukum pertama Termodinamika :
U = V2 – V1= Q – W
• Proses – proses Termodinamika :
- Proses Isobarik (U = Q – W )
- Proses Isokhorik (U = Q )
- Proses Isotermik ( Q = W )
- Proses Adiabatik (U = -W )

18. 18