Pengantar Termodinamika

Pengantar Termodinamika

Termokimia adalah bagian dari pembahasan yang lebih luas yang disebut dengan termodinamika (thermodynamics),yaitu ilmu yang mempelajari perubahan antar kalor dan bentuk-bentuk energy yang lain.Hukum-hukum termodinamika menyediakan panduan yang berguna untuk pemahaman energetika dan arah proses.Dalam subbab ini kita akan memusatkan perhatian pada hukum termodinamika pertama,yang secara khusus relevan dengan ilmu termokimia.

Dalam termodinamika,kita mempelajari perubahan-perubahan dalam keadaan system (state a system), yang didefinisikan sebagai nilai-nilai semua sifat makroskopis yang relevan,seperti susunan,energy,suhu,tekanan dan volume.Energi,tekanan,volume,dan suhu dikatakan sebagai fungsi keadaan (state function)-sifat-sifat yang ditentukan oleh keadaan system,terlepas bagaimana keadaan tersebut dicapai.Dengan kata lain,ketika keadaan suatu sistem berubah,besar perubahan dalam setiap fungsi keadaan hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir system dan tidak bergantung pada bagaimana perubahan itu dilakukan.

Keadaan sejumlah tertentu gas ditentukan oleh volume,tekanan dan suhunya.Perhatikan suatu gas pada tekanan 2 atm,suhu 300 K,dan volume 1 L(keadaan awal).Anggaplah suatu proses dilakukan pada suhu konstan,sedemikian rupa sehingga tekanan gas turun menjadi 1 atm.Menurut hukum Boyle,volumenya harus meningkat menjadi 2 L.Jadi keadaan akhirnya adalah pada tekanan 1 atm,suhu 300 K,dan volume 2 L.Perubahan volumenya (∆ V) adalah

                                                     ∆V = V_f - V_i

                                                           = 2L- 1L

                                                           = 1 L

Dengan V₁ dan V₂ berturut-turut menyatakan volume awal dan akhir.Tidak peduli bagaimana kita sampai pada keadaan akhir (misalnya,tekanan gas dapat ditingkatkan dahulu,kemudian diturunkan menjadi 1 atm),perubahan volumenya selalu 1 L.Jadi,volume gas adalah fungsi keadaan.Dengan cara serupa kita dapat menunjukkan bahwa tekanan dan suhu juga merupakan fungsi keadaan.

Energi merupakan fungsi keadaan yang lain.Dengan menggunakan energy potensial sebagai contoh kita menemukan bahwa peningkatan total dalam energy potensial gravitasi adalah sama ketika kita pergi dari titik awal yang sama ke suatu puncak gunung,tidak peduli bagaimana cara kita mencapainya