PENGERTIAN SISTEM TERMODINAMIKA

Thermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesific membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi didalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnit, energi akibat gaya magnit, dan lain-lain . Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa tehnologi. Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi.

Prinsip thermodinamika tersebut sebenarnya telah terjadi secara alami dalam kehidupan sehari-hari. Bumi setiap hari menerima energi gelombang elektromagnetik dari matahari, dan dibumi energi tersebut berubah menjadi energi panas, energi angin, gelombang laut, proses pertumbuhan berbagai tumbuh-tumbuhan dan banyak proses alam lainnya. Proses didalam diri manusia juga merupakan proses konversi energi yang kompleks, dari input energi kimia dalam maka nan menjadi energi gerak berupa segala kegiatan fisik manusia, dan energi yang sangat bernilai yaitu energi pikiran kita.

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka prinsip alamiah dalam berbagai proses thermodinamika direkayasa menjadi berbagai bentuk mekanisme untuk membantu manusia dalam menjalankan kegiatannya. Mesin-mesin transportasi darat, laut, maupun udara merupakan contoh yang sangat kita kenal dari mesin konversi energi, yang merubah energi kimia dalam bahan bakar atau sumber energi lain menjadi energi mekanis dalam bentuk gerak atau perpindahan diatas permukaan bumi, bahkan sampai di luar angkasa. Pabrik-pabrik dapat memproduksi berbagai jenis barang, digerakkan oleh mesin pembangkit energi listrik yang menggunakan prinsip konversi energi panas dan kerja. Untuk kenyamanan hidup, kita memanfaatkan mesin air conditioning, mesin pemanas, dan refrigerators yang menggunakan prinsip dasar thermodinamila.

Sistem termodinamika adalah sejumlah tertentu dari materi yang terkandung dalam suatu permukaan tertutup. Permukaan tersebut biasanya sangat mudah dikenali seperti misalnya silinder yang menyimpan gas pada gambar 1.1. Akan tetapi dapat pula berupa suatu pembataas imajiner seperti batas berubah bentuk yang mengelilingi sejumlah massa tertentu yang mengalir melalui suatu pompa. Pada gambar 1.1, yang dimaksud dengan sistem adalah gas bertekanan, fluida kerjadnya, sedangkan yang menjadi batas sistemnya ditunjukkan oleh garis putus-putus.

Semua materi dan ruang yang berada di luar suatu sistem kolektif disebut sebagi lingkungan (surrounding) dari sistem tersebut. termodinamika berurusan dengan interaksi antara suatu sistem dengan lingkungannya, atau antara suatu sistem dengan sistem lainnya. Suatu sistem berinteraksi dengan lingkungannya melalui transfer energi melewati pembatasnya. Tidak ada materi yang melintasi pembatas dari suatu sistem. Jika sistem tersebut tidak bertukar enegeri dengan lingkungannya, sistem tersebut disebut sistem terisolasi.

Dalam banyak kasus, analisis disederhanakan jika focus perhatiannya adalah suatu volume dalam ruang ke mana, atau dari mana, suatu zat (substance) mengalir. Suatu volume demikian disebut volume kontrol (control volume). Pompa, turbin, balon pemompa (inflating balloon), adalah contoh-contoh dari volume kontrol. Permukaan yang secara penuh mengelilingi volume kontrol disebut suatu permukaan kontrol (control surface).