termodinamika

1. 1
BIOFISIKA
(Termodinamika)
Disusun oleh: Fitriana Amelia S.
NIM: 2014-66-105
UNIVERSITAS ESA UNGGUL
JAKARTA
2014

2. 2
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur saya panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat
limpahan Rahmat dan Karunia-Nya sehingga saya dapat menyusun makalah ini. Dalam makalah ini
saya akan membahas mengenai “Termodinamika” dalam rangka memenuhi tugas mata kuliah
Biofisika
Makalah yang berjudul “Termodinamika” ini disusun dan dibuat berdasarkan materi dari
berbagai sumber. Penulis mengharapkan semoga makalah ini dapat memberikan manfaat dan
menambah wawasan untuk kita semua.
Saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan
makalah ini. Akhir kata, penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik
dari bentuk penyusunan maupun materinya. Oleh karena itu, diharapkan kritik dan saran dari para
pembaca untuk penyempurnaan makalah selanjutnya. Terimakasih
Jakarta, 28 Oktober 2014
Penulis

3. 3
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR......................................................................................................................... 2
BAB I ............................................................................................................................................. 4
PENDAHULUAN ............................................................................................................................. 4
A. Latar Belakang ....................................................................................................................... 4
B. Rumusan Masalah.................................................................................................................. 4
C. Tujuan ................................................................................................................................... 4
BAB II ............................................................................................................................................ 5
PEMBAHASAN ............................................................................................................................... 5
A. Pengertian Termodinamika................................................................................................. 5
B. Hukum-hukum Termodinamika.............................................................................................. 5
C. Sistem Termodinamika .......................................................................................................... 6
A. Kesimpulan............................................................................................................................ 9
B. Saran ..................................................................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................................................ 10

4. 4
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pengetahuan akan fisika dasar sangatlah dibutuhkan dalam rangka membangun
konsep pemahaman terhadap penggunaan fisika dalam kehidupan sehari-hari.
Mengingat fisika sebagai fondasi dari ilmu alam, maka sudah sewajarnya bila ilmu fisika
menjadi ilmu wajib bagi para ilmuwan, peneliti dan para mahasiswa. Seiring berjalannya
waktu, ilmu fisikapun menjadi semakin kompleks. Aspek penting dalam pembahasan
energi adalah hukum termodinamika. Termodinamika adalah cabang ilmu yang
mempelajari energi dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Untuk dapat
memahami teori termodinamika dengan lebih baik, diantaranya diperlukan pemahaman
tentang prinsip, sifat dan hukum termodinamika, dan penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari. Gas dan uap secara alami berkaitan dengan pangan dan sistem pengolahan
pangan. Diantaranya adlah penggunaan uap air (steam) sebagai media pemanasan,
dimana diperlukan pengetahuan tentang sifat-sifat gas tersebut. Demikian juga dalam
proses evaporasi atau penguapan air dari bahan pangan akan terjadi perubahan fase
dari air menjadi uap, dimana sifat-sifat dari fase cair dan fase uap akan berbeda.
Demikian juga, gas yang terlarut dalam bahan pangan, seperti oksigen dan uap air
mempengaruhi umur simpan produk. Prinsip-prinsip sifat gas ini sangat penting
diketahui dalam perhitungan-perhitungan termodinamika
B. Rumusan Masalah
1. Apakah pengertian dari Termodinamika?
2. Apa maksud dari masing-masing hukum Termodinamika?
3. Bagaimana aplikasi penggunaan termodinamika dalam kehidupan sehari-hari?
C. Tujuan
1. Menjelaskan pengertian dari Termodinamika
2. Mendeskripsikan maksud dari hukum-hukum Termodinamika
3. Menjabarkan aplikasi penggunaan hukum termodinamika dalam kehidupan sehari-hari

5. 5
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Termodinamika
kata termodinamika berasal dari bahasa Yunani therme (kalor) dan dynamis (gaya).
Termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari temperatur, panas, dan pertukaran
energi. Menurut sejarahnya, semula termodinamika merupakan ilmu pengetahuan yang
merangkaikan kalor dengan usaha mekanik. Tetapi ilmu ini berkembang. meraih bidang-bidang
di luar mekanik. Pada tahap perkembangan sekarang, termodinamika merupakan akar bagi
berbagai cabang ilmu pengetahuan alam. Termodinamika mempunyai penerapan praktis dalam
semua bidang IPA dan teknologi seperti halnya dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari, dan
hubungan dengan cuaca sampai memasak. Gas sering dipilih sebagai contoh pembahasan
termodinamika karena mempunyai sifat sederhana.
B. Hukum-hukum Termodinamika
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:
0. Hukum awal (Zero Law) termodinamika. Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem
dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga,maka ketiganya dalam saling setimbang
satu dengan lainnya.
1. Hukum kekekalan energi:
Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dihancurkan/dihilangkan. Tetapi dapat
ditransfer dengan berbagai cara.
Aplikasi: Mesin-mesin pembangkit energi dan pengguna energi. Semuanya hanya
mentransfer energi, tidak menciptakan dan menghilangkan.
Catatan: Dengan adanya kesetaraan massa dan energi dari Einstein, energi "seolah-olah"
bisa diciptakan dari materi (massa). Sehingga sekarang diamandemen menjadi
"Hukum kekekalan massa-energi". Ketiga hukum tetmodinamika untuk energi jadi
berlaku juga untuk massa.
2. Hukum keseimbangan / kenaikan entropi:
Panas tidak bisa mengalir dari material yang dingin ke yang lebih panas secara spontan.
Entropi adalah tingkat keacakan energi. Jika satu ujung material panas, dan ujung
satunya dingin, dikatakan tidak acak, karena ada konsentrasi energi. Dikatakan
entropinya rendah. Setelah rata menjadi hangat, dikatakan entropinya naik.

6. Aplikasi: Kulkas harus mempunyai pembuang panas di belakangnya, yang suhunya lebih
tinggi dari udara sekitar. Karena jika tidak Panas dari isi kulkas tidak bisa terbuang
keluar.
6
3. Hukum suhu 0 Kelvin (-273,15 Celcius):
Teori termodinamika menyatakan bahwa panas (dan tekanan gas) terjadi karena
gerakan kinetik dalam skala molekular. Jika gerakan ini dihentikan, maka suhu material
tsb akan mencapai 0 derajad kelvin
Aplikasi: Kebanyakan logam bisa menjadi superkonduktor pada suhu sangat rendah,
karena tidak banyak keacakan gerakan kinetik dalam skala molekular yang menggangu
aliran elektron.
C. Sistem Termodinamika
Dalam termodinamika dikenal istilah sistem dan lingkungan. Sistem adalah benda atau
sekumpulan apa saja yang akan diteliti atau diamati dan menjadi pusat perhatian. Sedangkan
lingkungan adalah benda-benda yang berada diluar dari sistem tersebut. Sistem bersama dengan
lingkungannya disebut dengan semesta atau universal. Batas adalah perantara dari sistem dan
lingkungan. Contohnya adalah pada saat mengamati sebuah bejana yang berisi gas, yang
dimaksud dengan sistem dari peninjauan itu adalah gas tersebut sedangkan lingkungannya adalah
bejana itu sendiri.
 Jenis-jenis sistem
Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan sifat dari batasan dan arus benda, energi dan
materi yang melaluinya. Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara
sistem dan lingkungannya, yaitu :
1) Sistem terbuka
Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) dan
benda (materi) dengan lingkungannya. Sistem terbuka ini meliputi peralatan yang melibatkan
adanya aliran massa kedalam atau keluar sistem seperti pada kompresor, turbin, nozel dan motor
bakar. Sistem mesin motor bakar adalah ruang didalam silinder mesin, dimana campuran bahan
bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder, dan gas buang keluar sistem. Pada sistem terbuka
ini, baik massa maupun energi dapat melintasi batas sistem yang bersifat permeabel. Dengan
demikian, pada sistem ini volume dari sistem tidak berubah sehingga disebut juga dengan control
volume.

7. * Untuk panas (Q) bernilai positif bila diberikan kepada sistem dan bernilai negatif bila keluar dari
sistem
* Untuk usaha (W) bernilai positif apabila keluar dari sistem dan bernilai negatif bila diberikan
(masuk) kedalam sistem.
7
2) Sistem tertutup
Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak
terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang
tertentu dimana massa ini tidak dapat melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam
bentuk panas (heat) maupun usaha (work) dapat melintasi lapis batas sistem tersebut. Dalam
sistem tertutup, meskipun massa tidak dapat berubah selama proses berlangsung, namun volume
dapat saja berubah disebabkan adanya lapis batas yang dapat bergerak (moving boundary) pada
salah satu bagian dari lapis batas sistem tersebut. Contoh sistem tertutup adalah suatu balon udara
yang dipanaskan, dimana massa udara didalam balon tetap, tetapi volumenya berubah dan energi
panas masuk kedalam masa udara didalam balon.
Sebagaimana gambar sistem tertutup dibawah ini, apabila panas diberikan kepada sistem
(Qin), maka akan terjadi pengembangan pada zat yang berada didalam sistem. Pengembangan ini
akan menyebabkan piston akan terdorong ke atas (terjadi Wout). Karena sistem ini tidak
mengizinkan adanya keluar masuk massa kedalam sistem (massa selalu konstan) maka sistem ini
disebut control mass.
Suatu sistem dapat mengalami pertukaran panas atau kerja atau keduanya, biasanya
dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
* Pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
* Pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
Dikenal juga istilah dinding, ada dua jenis dinding yaitu dinding adiabatik dan dinding
diatermik. Dinding adiabatik adalah dinding yang mengakibatkan kedua zat mencapai suhu yang
sama dalam waktu yang lama (lambat). Untuk dinding adiabatik sempurna tidak memungkinkan
terjadinya pertukaran kalor antara dua zat. Sedangkan dinding diatermik adalah dinding yang
memungkinkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang singkat (cepat).

8. 8
3) Sistem terisolasi
Sistem yang mengakibatkan tidak terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan
lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos dan tabung gas yang terisolasi.
Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti
ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam
analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari
sistem.
Karakteristik yang menentukan sifat dari sistem disebut property (koordinat sistem/variabel
keadaan sistem), seperti tekanan (p), temperatur (T), volume (v), masa (m), viskositas, konduksi
panas dan lain-lain. Selain itu ada juga koordinat sistem yang didefinisikan dari koordinat sistem
yang lainnya seperti, berat jenis, volume spesifik, panas jenis dan lain-lain. Suatu sistem dapat
berada pada suatu kondisi yang tidak berubah, apabila masing-masing jenis koordinat sistem
tersebut dapat diukur pada semua bagiannya dan tidak berbeda nilainya. Kondisi tersebut disebut
sebagai keadaan (state) tertentu dari sistem, dimana sistem mempunyai nilai koordinat yang tetap.
Apabila koordinatnya berubah, maka keadaan sistem tersebut disebut mengalami perubahan
keadaan. Suatu sistem yang tidak mengalami perubahan keadaan disebut sistem dalam keadaan
seimbang (equilibrium).

9. 9
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Termodinamika merupakan suatu cabang ilmu yang mempelajari tentang
energi. Membahas kaitan antara energi panas dan kerja yang dihasilkan
dari energi tersebut.
2. Energi itu dapat berubah menjadi bentuk lain yang terjadi secara alami
ataupun melalui rekayasa teknologi. Selain itu energi juga tidak dapat
diciptakan dan dimusnahkan.
3. Kesetimbangan energi pada suatu sistem didasarkan pada prinsip/hukum.
Kekekalan energi akan berkesinambungan dengan prinsip kesetimbangan
massa, sehingga prinsip perhitungan yang digunakan kesetimbangan
energi mirip dengan kesetimbangan massa yaitu,
Energi yang masuk = energi keluar + akumulasi di dalam sistem
B. Saran
1. Meningkatkan penerapan dari teori termodinamika untuk kehidupan
sehari- hari
2. Memperbanyak pengetahuan tentang termodinamika.

10. 10
DAFTAR PUSTAKA
http://atophysics.files.wordpress.com/2008/11/materi-17.pdf
http://sienceengineering.blogspot.com/2012/10/hukum-termodinamika-012-dan3.html