Termodinamika Kelas 11 – Termodinamika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari hubungan antara panas, kerja, serta energi dalam sistem fisik. Termodinamika memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, seperti mesin, pendingin, pemanas, dan lain-lain.
Karena cabang ilmu fisika tersebut sangat dibutuhkan di kehidupan sehari-hari, maka diajarkan ke siswa-siswi SMA. Fungsinya, supaya mereka bisa tahu proses terjadinya mesin-mesin pemanas atau pendingin di sekitarnya, misalnya seperti AC, kulkas, hingga listrik tenaga surya.
Untuk mempelajarinya, para siswa harus tahu selak beluk ilmu Termodinamika. Antara lainnya pengertian Termodinamika, hukum-hukum Termodinamika, rumus-rumus Termodinamika, hingga contoh soal Termodinamika.
Supaya kamu lebih mudah, kami akan berikan ringkasan materi Termodinamika kelas 11 SMA di artikel ini. Tidak hanya rumusan, melainkan juga memberikan file buku materi yang bisa dipakai sebagai bahan bacaan selanjutnya. Lebih jelasnya silakan ikuti ulasan ini hingga selesai.
Pengertian Termodinamika
Termodinamika berasal dari kata “thermo” berarti panas dan “dynamis” berarti gerak. Jadi, termodinamika adalah ilmu mempelajari gerak panas dalam sistem fisik. Sistem fisik adalah kumpulan benda atau zat yang dipilih untuk diamati. Sistem fisik bisa berupa gas, cairan, padatan, atau campuran dari ketiganya.
Sistem fisik bisa dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:
- Sistem tertutup: sistem tidak bisa bertukar massa dengan lingkungan, tetapi bisa bertukar energi.
- Sistem terbuka: sistem bisa bertukar massa serta energi dengan lingkungan.
- Sistem terisolasi: sistem tidak bisa bertukar massa serta energi dengan lingkungan.
Sistem fisik memiliki beberapa besaran yang digunakan untuk menggambarkan keadaannya, yaitu:
- Tekanan: gaya per satuan luas diberikan oleh sistem pada dinding wadahnya.
- Volume: ruang ditempati oleh sistem.
- Suhu: ukuran derajat panas atau dinginnya sistem.
- Energi dalam: jumlah energi dimiliki oleh sistem akibat gerak serta posisi partikel-partikelnya.
- Energi bebas: energi bisa digunakan oleh sistem untuk melakukan kerja pada lingkungan.
- Entalpi: jumlah energi dalam serta energi dibutuhkan untuk membentuk sistem dari lingkungan.
- Entropi: ukuran ketidakteraturan atau kekacauan sistem.
Termodinamika mempelajari bagaimana besaran-besaran ini berubah akibat adanya proses yang terjadi pada sistem, seperti pemanasan, pendinginan, perubahan fase, reaksi kimia, dan lain-lain. Termodinamika juga mempelajari hukum-hukum mengatur perubahan-perubahan ini, akan kita bahas di bagian selanjutnya.
Hukum-Hukum Termodinamika
Termodinamika memiliki empat hukum utama, yaitu:
- Hukum Nol Termodinamika: jika dua sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, maka kedua sistem tersebut juga berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain. Kesetimbangan termal berarti suhu kedua sistem sama.
- Hukum Pertama Termodinamika: perubahan energi dalam suatu sistem sama dengan jumlah energi masuk atau keluar dari sistem dalam bentuk panas serta kerja. Hukum ini menggambarkan prinsip konservasi energi.
- Hukum Kedua Termodinamika: dalam proses alami, entropi suatu sistem serta lingkungannya selalu meningkat atau tetap. Hukum ini menggambarkan arah waktu dan ketidakmungkinan proses berlangsung sebaliknya.
- Hukum Ketiga Termodinamika: entropi suatu sistem mendekati nol ketika suhunya mendekati nol mutlak. Nol mutlak adalah suhu terendah yang bisa dicapai, yaitu -273,15°C atau 0 K.
Hukum-hukum termodinamika ini berlaku untuk semua sistem fisik, tanpa terkecuali. Hukum-hukum ini juga membentuk dasar untuk rumus-rumus termodinamika, akan kita pelajari di bagian berikutnya.
Rumus-Rumus Termodinamika
Rumus-rumus termodinamika adalah persamaan matematika yang menghubungkan besaran-besaran termodinamika yang telah kita sebutkan sebelumnya. Rumus-rumus ini berguna untuk menghitung nilai-nilai besaran tersebut dalam berbagai kondisi serta proses.
Berikut adalah rumus termodinamika yang sering digunakan:
Keterangan:
Q = kalor/panas yang diterima/dilepas (J)
W = energi/usaha (J)
∆U = perubahan energi (J)
Rumus-rumus ini bisa kamu gunakan untuk menyelesaikan berbagai soal termodinamika, seperti contoh soal di artikel kami.
Contoh Soal Termodinamika
Berikut adalah beberapa contoh soal termodinamika yang bisa kamu coba kerjakan:
1. Di ruang tertutup terisi gas memuai serta menyerap kalor sebesar 350 J beserta memberikan usaha sebanyak 250 Joule. Berapa kenaikan energi dalam gas?
Pembahasan:
W = 250 J (memberikan usaha) ; Q = 350 J (kalor ditambah)
Ditanyakan: ∆U = … ?
Jawab:
∆U = Q – W = 350
J – 250 J = 100J
2. Terdapat gas berada di dalam sistem diberi kalor sebanyak 200 joule. Lalu, gas diberi usaha sebanyak 125 joule. Berapakah perubahan energi dalam gas?
Pembahasan:
Q = 200 joule (menerima) ; W = -125 joule (proses bekerja)
Ditanyakan: ∆U…?
Jawab:
∆U = Q-W
= 200- (-125)
= 325 joule
Download Materi Termodinamika Kelas 11
Berdasarkan penjelasan di atas, mulai dari pengertian, hukum-hukum, rumus, hingga contoh soal besertapembahasan Termodinamika kelas 11, kiranya semuanya sudah paham. Untuk meningkatkan pemahaman kamu, kamu akan berikan sumber bacaan buku materinya. Di mana disiapkan dalam PDF. Silakan bisa download file di bawah ini.
Kesimpulan
Demikianlah pembahasan tentang termodinamika kelas 11. Semoga artikel ini bermanfaat serta menambah wawasan kamu tentang ilmu fisika. Tidak hanya itu, dari artikel ini tentu bisa dijadikan sebagai bahan bacaan menarik bagi siswa para kelas 11 di Sekolah Menengah Atas.
