Pandangan Makroskopik Dan Mikroskopik Termodinamika [PDF]

Citation preview

1.1 Pandangan Makroskopik setiap cabang khusus fisika mula-mula dipelajari dengan memisahkan bagian materi dari lingkungan yang disebut sebagai sistem,dan segala sesuatu di luar sistem yang mempengaruhi kelakuan sistem secara langsung disebut lingkungan. Sebagai contoh dari sistem yaitu isi sebuah silinder mobil. Dalam analisis kimia, sebelum mengalami pembakaran silinder berisi campuran hidrokarbon dan udara. Setelah mengalami pembakaran maka silinder akan mengalami perubahan komposisi, volume, tekanan, dan suhu. Komposisi mula-mula akan berubah menjadi komposisi baru yang dapat diukur dengan memberikan zat kimia tertentu. Komposisi tersebut akan menempati rung pada silinder sehingga dapat diukur dengan mudah, tekanan gas saat pembakaran akan naik dan setelah pembuangan hasil pembakaran tekanan mengecil. Suhu akan meningkat saat terjadi proses pembakaran. Pandangan diatas disebut dengan pandangan makroskopik, yaitu merinci beberapa kuantitas yang diacu sebagai ciri umum atau sifatnya dalam sekala besar dan dapat diukur secara langsung. Kuantitas yang dirinci disebut koordinat makroskopik. Koordinat makroskopik memiliki ciri khas sebagai berikut: 1. Tidak menyangkut pengandaian khhusus mengenai struktur materi 2. Jumlah koordinat sedikit 3. Koordinat dipilih melalui daya terima indra kita secara langsung 4. Pada umumnya koordinat dapat diukur secara langsung 1.2 Pandangan mikroskopik Menurut mekanika statistik, sistem diandaikan terdiri atas sejumlah besar N molekul yang saling berinteraksi melalui tumbukan dan gaya yang ditimbulkan oleh medan menempati ruang yang terisolasi.konsep peluangg digunakan untuk mengetahui jumlah molekul dalam masing-masing keadaan energi molekular. Pandangan ini disebut pandangan mikroskopik yang meliputi ciri khas sebagai berikut: 1. Terdapat pengandaian melalui struktur materi, yaitu molekul dianggap ada 2. Banyak kuantitas yang haruus terperinci 3. Kuantitas yang diperinci tidak berdasarkan penerimaan indera kita 4. Kuantitas ini tidak bisa diukur 1.3 Makroskopik terhadap Mikroskopik



Meskipun kedua pandangan ini berbeda, namun di antara keduanya terdapat hubungan. Bila kedua pandangan ini diterapkan dalam sistem yang sama, maka keduanya harus menghasilkan kesimpulan yang sama. Hubungan keduanya terletak pada beberapa sifat yang terukur langsung dari makroskopis sebenarnya merupakan rata-rata terhadap selang waktu dari sejumlah besar ciri khas mikroskopis. Contohnya, kuantitas tekanan adalah kuantitas makroskopis tekanan adalah perubahan momentum ratarata yang ditimbulkan oleh tumbukan molekular pada bidang. Namun, tekanan adalah sifat yang dapat dirasakan oleh indera kita. 1.4 Ruang Lingkup Termodinamika Dalam pembahasan mekanika benda tegar, pandangan makroskopik berkaitan dengan keadaan eksternal sistem. Tujuan mekanika adalah menentukan hubungan antara koordinat kedudukan dan waktu yang berdasar pada hukumgerak Newton. Kombinasi antara kedudukan dan waktu mempentuk beberapa kuantitas makroskopik disebut koordinat mekanis yang dipakai untuk menentukan energi potensial dan kinetik benda secara keseluruhan. Namun, dalam temodinamika, perhatian ditunjukan pada bagian dalam suatu sistem. Tekanan diletakkan pada kuantitas makroskopik yang berkaitan dengan keadaan internal sistem. Keadaan internal sistem itu disebut koordinat termodinamik yang menentukan energi internal suatu sistem. Tujuan termodinamika adalah mencari hubungan umum antara koordinat termodinamik yang berdasar pada hukum pokok termodinamika. Sistem ini desebut sistem termodinamik. Termodinamika fisis mencakup gas seperti udara; uap; dan campuran, termodinamika kimiawi seperti zat padat; permukaan selaput; dan sel listrik, ditambah dengan sistem seperti kawat yang ditarik; kapasitor listrik; termokopel, dan zat magnetik.