termodinamika

1. TERMODINAMIKA

2. 01 04
03
06
02
05
PENGANTAR
TERMODINAMIKA
SUHU TUBUH MANUSIA
DAN FAKTOR-FAKTOR
YANG
MEMPENGARUHINYA
PENGUKURAN
SUHU
ANOMALI AIR
KONSEP SUHU
DAN TEMPERATUR
REGULASI
SUHU TUBUH
Topik Pembahasan
07 08
APLIKASI
TERMODINAMIKA
HUKUM
TERMODINAMIKA

3. PENGANTAR TERMODINAMIKA
Termodinamika mempelajari hubungan antara energi,
panas, kerja, entropi, dan proses yang spontan.
Termodinamika berasal dari dua kata bahasa Yunani
yakni “thermos” berarti panas dan “dynamic”
mempunyai arti perubahan.

4. 1
2
3
Termodinamika sistem terbuka
Terjadi pertukaran massa dan energi sistem
terhadap lingkungannya, contohnya lautan.
Berdasarkan sifat batas sistem, lingkungan, entropi, perpindahan kalor, maka
sistem termodinamika terbagi menjadi 3 , yaitu :
Tidak terjadi pertukaran, baik pertukaran
energi maupun pertukaran massa sistem
dengan lingkungan, itulah mengapa sistem
ini bernama sistem terisolasi. Contoh
termodinamika sistem terisolasi dalam
kehidupan sehari-hari adalah tabung gas
yang terisolasi.
Termodinamika Sistem Terisolasi
Termodinamika sistem tertutup
Selain sistem terbuka maka juga ada sistem
tertutup termodinamika, yakni adanya pertukaran
energi namun tidak terjadi pertukaran massa
sistem terhadap lingkungannya. Contohnya rumah
kaca yang terjadi pertukaran kalor , namun tidak
terjadi pertukaran kerja terhadap lingkungan.

5. PROSES TERMODINAMIKA
Isobarik (tekanan tetap
atau konstan)
Proses isokhorik menjelaskan bahwa suatu
sistem yang tidak terdapat perubahan
volume atau volumenya konstan, maka nilai
usahanya ialah bernilai nol, karena rumus
usaha adalah perkalian antara tekanan dan
perubahan volume.
W = P × ∆V
Isokhorik (volume tetap
atau konstan)
Proses isobarik menjelaskan suatu sistem
yang mempunyai tekanan konstan, nilai
usaha yang bekerja pada sistem
mengikuti besaran volume benda. Apabila
volume benda mengalami pemuaian maka
usaha bernilai positif dan jika volume
benda mengalami penyusutan, maka
usaha bernilai negatif.

6. proses adiabatik adalah proses
termodinamika di mana tidak ada panas
yang masuk ataupun keluar dari sistem.
Sesuai dengan hukum I termodinamika,
energi internal sistem adiabatik adalah
tetap karena tidak ada perpidahan kalor
antara sistem dan lingkungan. Meskipun
tidak ada perubahan jumlah kalor, sistem
suhu sistem adiabatik tidaklah tetap.
Isotermik (suhu tetap
atau konstan)
Adiabatik
Proses isotermal menjelaskan jika sistem
tidak mengalami perubahan suhu atau
suhu konstan. Dikarenakan suhunya
konstan sehingga volume pada sistem
akan menurun secara eksponensial dari
tekanan awal menuju tekanan finalnya
sehingga berlaku rumus berikut ini.
W = n ×R × T × In (Vf / Vi)

7. KONSEP SUHU DAN
TEMPERATUR
Suhu (temperatur ) adalah besaran yang
menyatakan derajat panas dingin suatu
benda dan alat yang digunakan untuk
mengukur suhu adalah termometer. Dalam
kehidupan sehari-hari masyarakat untuk
mengukur suhu cenderung menggunakan
indera peraba. Tetapi dengan adanya
perkembangan teknologi maka diciptakanlah
termometer untuk mengukur suhu dengan
valid.

8. Pengukuran Suhu
Ditemukan pertama kali
oleh Anders Celcius pada
tahun 1972.
Titik lebur : 0 derajat
Titik didih : 100 derajat
Jumlah skala : 100 2022
Skala Celcius Skala Kelvin
Skala Reamur Skala Fahrenheit
Ditemukan pertama kali
oleh Rene Antonie
Ferchault de Reamur pada
tahun 1731.
Titik lebur :0 derajat
Titik didih : 80 derajat
Jumlah skala : 80
Ditemukan pertama kali
oleh Daniel Gabriel
Fahrenheit pada tahun
1744.
Titik lebur : 32 derajat
Titik didih : 212 derajat
Jumlah skala : 180 derajat
Skala Kelvin Ditemukan
pertama kali oleh Lord
Kelvin pada tahun 1864.
Titik lebur : 273 derajat
Titik didih : 373 derajat
Jumlah skala : 100
Perbandingan skala antara termometer
Celcius,Reumur, Fahrenheit dan Kelvin
adalah C : R : F : K = 5 : 4 : 9 : 5.

10. S U H U T U B U H M A N U S I A D A N F A K T O R - F A K T O R
Y A N G M E M P E N G A R U H I N Y A
• Suhu tubuh manusia normal berkisar antara
36,1°C (97°F) hingga 37,2°C (99°F). Suhu ini
diukur di bawah ketiak (aksila).
• Suhu tubuh manusia diatur oleh hipotalamus
di otak, yang berfungsi sebagai thermostat
untuk menjaga suhu tubuh tetap stabil.
• Suhu tubuh manusia dapat berfluktuasi
sepanjang hari, biasanya lebih rendah di pagi
hari dan lebih tinggi di sore hari.
Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu tubuh
manusia adalah aktivitas fisik, usia, hormon,
lingkungan dan penyakit.

11. Regulasi suhu tubuh pada termodinamika fisika berfokus pada bagaimana tubuh manusia
mempertahankan suhu internal yang konstan dan stabil dalam lingkungan yang berbeda-beda. Proses ini
disebut termoregulasi, yang dikendalikan oleh hipotalamus di otak, yang berfungsi sebagai termostat
tubuh. Dalam proses termoregulasi, tubuh manusia menggunakan empat cara untuk mengatur
perpindahan panas: konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi. Konduksi terjadi melalui kontak langsung
antara benda-benda yang berbeda suhunya. Konveksi terjadi melalui aliran udara yang membawa panas
dari tubuh ke luar. Radiasi terjadi melalui pengiriman panas melalui gelombang elektromagnetik. Evaporasi
terjadi melalui penguapan air dari kulit dan saluran pernafasan.

12. Anomali air
Anomali air dapat diartikan sebagai sifat pengecualian yang dialami oleh air. Sebagian besar
zat (baik padat, cair, maupun gas) akan memuai jika dipanaskan dan jika didinginkan akan
menyusut. Akan tetapi, kondisi tersebut tidak berlaku untuk air. Air tidak selalu
mengembang ketika mengalami kenaikan suhu. Pada saat dipanaskan dari suhu 0°C
sampai 4°C, air justru akan mengalami pengerutan (penyusutan volume), sehingga massa
jenisnya meningkat. Keadaan ini berbeda dengan zat cair pada umumnya. Ketika suhu
diturunkan dari 4°C ke 0°C, maka air akan mengembang yang menyebabkan volumenya
membesar dan massa jenisnya mengalami penurunan. Sedangkan pada saat suhunya
berada antara 4°C sampai 100°C, air menampilkan perilaku yang sama dengan zat cair
lainnya, yaitu memuai. Anomali air terjadi karena molekul H2O dalam bentuk padat (es)
penuh dengan rongga, sedangkan dalam bentuk cair (air) lebih rapat. Dengan demikian,
pada saat dipanaskan, molekul H20 (es) akan merapat lebih dahulu, akibatnya volumnya
menjadi menyusut dan massa jenisnya meningkat.

13. karakteristik anomali air
• Kepadatan air mencapai nilai maksimum pada suhu 4°C, di mana air akan
menjadi lebih padat daripada es.
• Air memiliki titik beku yang unik, yaitu 0°C pada tekanan atmosfer normal.
• Air memiliki kapasitas panas yang tinggi, sehingga dapat menyimpan dan
melepaskan energi panas dengan baik.
• Air memiliki tegangan permukaan yang relatif tinggi, yang memungkinkan air
dapat naik melalui pembuluh kapiler.
• Air memiliki sifat pemuaian yang unik, di mana air akan memuai saat
membeku, sehingga es lebih ringan daripada air cair.

14. Anomali air memiliki banyak pengaplikasian dalam berbagai bidang,
berikut adalah beberapa contoh pengaplikasian anomali air:
1. Ekologi dan Lingkungan:
• Menjaga suhu air di danau dan lautan tetap stabil, sehingga
mendukung ekosistem akuatik.
• Memungkinkan es mengapung di permukaan air, sehingga tidak
seluruh badan air membeku.
• Membantu proses fotosintesis di bawah permukaan air, karena air
dapat menyimpan energi panas.
2. Teknologi Pendinginan:
• Dimanfaatkan dalam teknologi pendinginan, di mana air dapat
menyerap dan menyimpan energi panas dengan baik.
• Contohnya, digunakan dalam sistem pendingin mesin, kulkas, dan
AC.
Aplikasi anomali air

15. 3. Pemurnian Air:
• Digunakan dalam proses pemurnian air, di mana anomali air membantu proses filtrasi dan pemisahan.
• Contohnya, digunakan dalam penjernihan air minum dan pengolahan air limbah.
4. Pertanian dan Irigasi:
• Dimanfaatkan dalam sistem irigasi, di mana air dapat naik melalui pembuluh kapiler tanah.
• Membantu menjaga kelembaban tanah dan mendukung pertumbuhan tanaman.
5. Teknologi Konstruksi:
• Digunakan dalam teknologi konstruksi, seperti dalam pembuatan beton, di mana air memiliki kapasitas
panas yang tinggi.
• Membantu menjaga suhu beton tetap stabil selama proses pengerasan.
6. Teknologi Transportasi:
• Dimanfaatkan dalam teknologi transportasi air, seperti kapal laut, di mana air dapat menyimpan energi
panas.
• Membantu menjaga stabilitas suhu air di sekitar kapal.

16. Aplikasi termodinamika dalam
kehidupan sehari-hari
Penggunaan Termos
Termos adalah alat yang dirancang berdasarkan prinsip termodinamika untuk
menjaga suhu minuman. Di dalamnya, terdapat lapisan vakum yang mengurangi
transfer panas. Ini memastikan bahwa minuman panas tetap panas dan minuman
dingin tetap dingin.
Mesin Kulkas
Mesin kulkas bekerja berdasarkan prinsip termodinamika untuk memindahkan panas
dari dalam kulkas ke lingkungan eksternal. Pada dasarnya, kulkas memanfaatkan
perubahan fase refrigeran dari gas ke cairan dan sebaliknya untuk menciptakan
pendinginan di dalam ruang penyimpanan.
1.
2.

17. Pembangkit Listrik
Pembangkit listrik termal juga menggunakan konsep termodinamika. Proses
ini melibatkan siklus termal di mana air dipanaskan untuk menghasilkan uap
yang kemudian digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan energi
listrik.
Oven
Proses memasak dengan menggunakan berbagai peralatan seperti panci dan
oven juga dapat dijelaskan melalui konsep termodinamika. Transfer panas dari
api ke permukaan panci atau makanan mengikuti prinsip dasar
termodinamika.
3.
4.

18. Hukum Termodinamika
Hukum 0 Termodinamika
Hukum 0 Termodinamika berbunyi:
“Jika dua buah sistem mempunyai kesetimbangan termal dengan sistem ke-3, maka ketiganya
akan mempunyai kesetimbangan termal satu sama lain.”
Kesetimbangan termal adalah kondisi di mana suhu dari sistem-sistem yang terlibat adalah
sama atau tidak ada kalor yang mengalir. Jadi, jika ada benda A dan benda B yang dikatakan
mencapai kesetimbangan termal, artinya benda A dan benda B tersebut memiliki suhu yang
sama dan tidak ada kalor yang mengalir di antara keduanya.
Kalor sendiri mengalir dari sistem bersuhu tinggi ke sistem bersuhu rendah. Oleh karena itu, jika
suhu kedua sistem sama, maka kalor tidak akan mengalir di antara keduanya.
Contoh penerapan Hukum 0 Termodinamika dalam kehidupan sehari-hari adalah alat ukur
suhu (termometer).

19. Hukum I Termodinamika
Hukum I Termodinamika berbunyi:
“Dalam sebuah sistem tertutup, perubahan
energi dalam sistem tersebut akan sama
dengan banyaknya kalor yang masuk ke
dalam sistem dikurangi usaha yang
dilakukan oleh sistem tersebut.”
Keterangan:
∆U : perubahan energi dalam J
Q: kalor
Ws: usaha sistem
Dari persamaan atau rumus tersebut, kamu perlu
mengetahui aturan nilai positif dan negatif, yakni
sebagai berikut:
1. ΔU bertanda positif (+) jika sistem mengalami
kenaikan suhu dan bertanda negatif (-) jika sistem
mengalami penurunan suhu.
2. Q bertanda positif (+) jika sistem menyerap kalor dan
bertanda negatif (-) jika sistem melepas kalor.
3. W bertanda positif (+) jika sistem melakukan usaha
dan bertanda negatif (-) jika sistem menerima usaha.

20. CONTOH SOAL
1. Dalam suatu proses, suatu sistem menyerap 500 kalori panas dan
melakukan kerja 100 Joule. Berapa pertambahan energi dalamnya bila tidak
terjadi kebocoran?
Jawab:
ΔQ = 500 kalori = 500 x 4,2 joule = 2100 joule;
W = 1000 joule.
Hukum Termodinamika I: ΔQ = W + ∆U
Sehingga ∆U = ΔQ – W = 2100 joule – 1000 joule = 1100 joule.

21. CONTOH SOAL
2. Berapakah perubahan energi, jika 2.800 joule kalor ditambahkan pada suatu
sistem dan kerja 1.800 joule yang dilakukan oleh sistem ?
PEMBAHASAN
Dik : Q = + 2.800 J W = + 1.800 J
Dit : ∆U = … ?
Jawab :
Q = ∆U + W ( Hukum Termodinamika I)
∆U = Q – W
∆U = 2.800 – 1.800
∆U = 1.000 J

22. Hukum II Termodinamika
Hukum II Termodinamika dibagi menjadi dua macam, yaitu Hukum II
Termodinamika tentang Arah Aliran Kalor dan Hukum II Termodinamika tentang
Entropi.
Hukum II Termodinamika tentang Arah Aliran Kalor berbunyi:
“Kalor mengalir secara spontan (alamiah) dari benda bersuhu tinggi ke benda
bersuhu rendah, dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.”
Sedangkan Hukum II Termodinamika tentang Entropi berbunyi:
“Dalam sebuah sistem tertutup, setiap proses termodinamika akan menghasilkan
peurbahan entropi lebih besar dari 0 untuk proses irreversible, dan perubahan
entropi sama dengan 0 untuk proses reversibel

23. Entropi adalah besaran yang menggambarkan tingkat keacakan sistem.
Semakin acak benda maka benda akan semakin homogen (sejenis) dan
entropinya akan semakin besar. Kamu bisa perhatikan ilustrasi di atas untuk lebih
memahami tentang entropi.
Secara spontan (alamiah), sistem akan selalu menuju homogen (menjadi lebih
acak), sehingga entropi akan selalu semakin besar (perubahan entropi positif).
Selain itu, dalam termodinamika, ketika ada perbedaan suhu antara sistem yang
terlibat, maka sistem akan selalu menuju suhu yang homogen (kesetimbangan
termal).

24. Any Question?

25. Thank
You