AhmadDahlan.Net – Dalam Fisika terdapat ilmu yang membahas mengenai hubungan antara energi dan kerja dari suatu sistem yang dinamakan dengan Termodinamika. Termodinamika ini terdiri dari beberapa hukum, yaitu Hukum Termodinamika 0, I, dan II. Saat ini kita akan membahas mengenai hukum Termodinamika I.
A. Pengertian Hukum Termodinamika I
Hukum Termodinamika I juga dikenal sebagai Hukum Kekekalan Energi. Tetapi, dalam hal yang berhubungan dengan kalor, energi dalam dan usaha, Hukum Termodinamika I menyatakan bahwa Perubahan energi total dalam suatu sistem (∆U) sama dengan kalor yang ditambahkan ke sistem (Q) dikurangi usaha yang dikerjakan oleh sistem tersebut (W).
Sebelumnya, kita sudah mengenal istilah lingkungan dan sistem dalam termodinamika. Lingkungan merupakan daerah yang berada di sekitar sistem. Sedangkan sistem merupakan tempat terjadinya reaksi termodinamika.
B. Persamaan Hukum Termodinamika I
Berdasarkan Hukum Termodinamika I, maka diperoleh :
∆U=Q-W
atau
Q=∆U+W
Keterangan,
∆U : perubahan energi dalam (J)
Q : jumlah kalor (J)
W : usaha (J)
Catatan
- +Q berarti sistem menerima kalor sedangkan -Q berarti sistem melepaskan kalor
- +∆U berarti energi dalam sistem bertambah sedangkan -∆U berarti energi dalam sistem berkurang
- +W berarti sistem melakukan usaha sedangkan -W berarti sistem menerima usaha.
Dari persamaan diatas, dapat disimpulkan bahwa perubahan energi total dalam sistem meningkat apabila setiap kali kalor ditambahkan ke dalam sistem. Tetapi, setiap kali suatu sistem melakukan kerja atau usaha, maka perubahan energi dalam sistem akan berkurang.
C. Contoh Soal
Suatu sistem melakukan kerja sebesar 1000 J dan melepaskan kalor sebanyak 2000 Joule. Hitunglah perubahan energi dalam yang terjadi di dalam sisstem tersebut !
Pembahasan
Dik :
W = 1000 J (melakukan kerja)
Q = -2000 J (melepaskan kalor)
Dit :
∆U = ?
Pembahasan :
∆U=Q-W
∆U=(-2000\ J)-(1000\ J)
∆U=-3000\ J
Dari hasil yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa energi dalam sistem berkurang sebesar 3000 J.