Besaran Termodinamika Ekstensif dan Intensif

Bila ukuran sistem termodinamika diperbesar dua kali tanpa perubahan lain, besaran termodinamika tertentu yang dapat digunakan untuk menggambarkan sistem, juga diperbesar dua kali. Contoh adalah volum sistem dan energinya. Besaran termodinamika demikian disebut ekstensif. Sifat termodinamika lain, seperti suhu dan tekanan, tak dipengaruhi oleh perubahan ukuran sistem, sehingga disebut sifat intensif.

Bila termodinamika ekstensif dari sistem dibagi oleh sejumlah zat(sebagai orang kimia, biasanya digunakan mol), maka diperoleh sifat intensif. Misalnya bila sistem terdiri dari zat murni, kemudian ukurannya diperbesar dua kali, maka volumnya bertambah dua kali, tetapi volum molarnya tetap.

Secara teliti harus digunakan lambang lain untuk volum dan volum molar. Karena besara ini mempunyai dimensi yang berlainan. Volum dapat dinyatakan dalam meter kubik atau liter, tetapi volum molar dinyatakan dalam meter kubik per mol atau liter per mol. Sayang sekali, penggunaan lambang yang berlainan untuk sifat termodinamika ekstensif dan pasangan molarnya akan sangat menambah jumlah lambang dan persamaan.

Dalam kenyataan semua perhitungan kimia dilaksanakan dalam besaran molar. Oleh karena itu akan digunakan satu set lambang untuk besaran termodinamika, yaitu yang menyatakan sifat intensif atau besaran molar. Jadi hukum gas ideal ditulis sebagai PV = RT, dengan V yang menyatakan volum per mol. Karena mol adalah suatu satuan dalam sistem SI, maka penting untuk menuliskannya dalam menyatakan besaran fisik. Dalam hal V digunakan untuk menyatakan sifat ekstensif hal ini akan dicatat.

More about → Besaran Termodinamika Ekstensif dan Intensif

Hukum Pertama Termodinamika (Pendahuluan)

Konsep kuantitatif mengenai suhu, kerja, energy-dalam, dan kalor memainkan peranan penting dalam pengertian gejala kimia. Konsep ini akan dikembangkan dalam tulisan kali ini, dan hubungan antara kalor dan kerja sebagai bentuk energy akan ditekankan.

Pada tulisan kali ini mulai dengan konsep termodinamika dari suhu. Prinsip yang mencakup definisi suhu tak dikenal sampai setelah penetapan hukum pertama dan kedua termodinamika, dan oleh karena itu prinsip tersebut disebut hukum ke “nol”.

Hukum pertama termodinamika sering disebut dengan hukum konversi energy. Konsep ini mula-mula timbul dalam mekanika dan kemudian diperluas mencakup elektrostatika dan elektrodinamika. Joule melakukan percobaan pada tahun 1840 – 1845 yang menunjukkan bagaimana kalor dapat termasuk dalam konversi energi pula. Hukum pertama menuju ke definisi energi dalam U dan entalpi H.

Salah satu penggunaan dalam kimia adalah interpretasi dari efek kalor reaksi kimia. Selanjutnya, bila kapasitas kalor dari pereaksi dan hasil reaksi diketahui, maka kalor reaksi dapat dihitung pada suhu lain setelah kalor reaksi pada suatu suhu ditentukan

More about → Hukum Pertama Termodinamika (Pendahuluan)

Catatan Termodinamika

Termodinamika mencakup hubungan-hubungan atara sifat sistem pada kesetimbangan dan perbedaan-perbedaan sifat antara berbagai keadaan setimbang. Tak ada hubungannya dengan waktu. Meskipun demikian, ilmu tersebut merupakan alat yang paling ampuh dalam kimia fisika. Hukum pertama termodinamika berurusan dengan banyaknya kerja yang dapat dilakukan oleh proses kimia atau fisika dan banykanya kalor yang dapat diserap atau dilepaskan.

Berdasarkan hukum pertama termodinamika maka mungkin untuk menyusun tabel entalpi pembentukan yang dapat digunakan untuk menghitung perubahan entalpi dan reaksi yang belum dipelajari. Dengan adanya keterangan mengenai kapasitas kalor pereaksi dan hasil reaksi, dimungkinkan untuk menghitung kalor reaksi pada suhu yang semula belum dipelajari.

Hukum kedua termodinakima mencakup arah ilmiah dari proses dan masalah apakah suatu reaksi kimia tertentu dapat terjadi dengan sendirinya. Hukum kedua semula dirumuskan dalam istilah efisiensi mesin kalor, tetapi juga menuju ke definisi entropi, yang penting dalam penentuan arah perubahan kimia.

Hukum kedua memberikan dasar untuk definisi tetapan setimbang untuk suatu reaksi kimia. Ia memberi jawaban-jawaban atas pertanyaan-pertanyaan, sampai sejauh apa reaksi khas ini berlangsung sebelum kesetimbangan tercapai? Ia juga memberikan dasar untuk ramalan yang dapat dipercaya mengenai efek suhu, tekanan, dan konsentrasi pada kesetimbangan kimia dan fisika.

Sedangkan hukum ketiga memberikan dasar untuk menghitung tetapan setimbang hanya dari penentuan kalorimetri. Ini adalah gambaran dari cara bagaimana termodinamika menghubungkan pengukuran pada sistem yang tampak tak berhubungan pada kesetimbangan.

Disini paham termodinamika mula-mula diterapkan pada kesetimbangan antara berbagai fasa. Ini memberikan dasar untuk perlakuan kuantitatif dari destilasi berfraksi dan untuk interpretasi perubahan fasa dalam campuran zat padat. Paham termodinamika kemudian diterapkan pada reaksi kimia.

More about → Catatan Termodinamika