BENTUK ENERGI DAN BAHASA TERMODINAMIKA

A. Pengertian Energi

Energi berasal dan bahasa Yunani ”energia” yang berarti kegiatan atau aktivitas. Kata itu terdiri dan en (dalam) dan ergon (kerja). Jadi,pengertian energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha/kerja. Menurut hukum termodinamika 1, energi bersifat kekal. Artinya energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tapi energi bisa berubah bentuk(konversi) dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain (contoh: energi kimia). Dalam satuan SI energi dinyatakan dalam joule (J). Satuan energi lainnya adalah kalori (kal). James Presecott Joule menunjukkan hubungan antara kalori dan joule, yaitu: 1 kalori 4,18 joule atau 1 joule 0,24 kalori. Energi ditemukan dalam berbagai bentuk termasuk diantaranya berupa cahaya, panas, kimia dan gerak.

Energi Kimia

adalah energi yang tersimpan dalam ikatan atom dan molekul. Baterai, biomassa, minyak bumi, gas alam, dan batubara adalah contoh dari energi kimia yang tersimpan. Energi kimia diubah menjadi energi termal ketika kita membakar kayu di perapian atau membakar bensin dalam mesin mobil.

·                    

Energi Mekanik

adalah energi yang tersimpan dalam objek dengan ketegangan. Kompresi pegas dan karet gelang yang diregangkan adalah contoh-contoh energi mekanik yang tersimpan. energi mekanik terbagi menjadi 2 :

• Energi Potensial

Energi potensial Yaitu energy yang dimiliki suatu benda karena posisi atau kedudukannya, artinya saat benda tersebut diam pada posisi tertentu. Salah satu contohnya yaitu pada saat kita sedang meregangkan karet, terjadi perubahan sifat fisik karena adanya gaya elastic, dan inilah yang disebut dengan energy potensial plastic.

• Energi Kinetik

  

Adalah energy yang dimiliki oleh suatu benda karena pergerakkan atau kelajuannya. Energi kinetic secara jelas dapat diartikan sebagai seuatu kemampuan untuk melakukan usaha agar bias menggerakkan benda dengan massa tertentu. Semakin tinggi kecepatan suatu benda maka semakin besar pula energy kinetiknya. Salah satu contohnya adalah ketika sebuah mobil melaju, semakin kencang kecepatan mobil tersebut, maka semakin besar pula energy kinetiknya.

Energi Radiasi

adalah energi elektromagnetik yang bergerak dalam gelombang transversal. Energi radiasi termasuk cahaya tampak, sinar-x sinar gamma, dan gelombang radio. Cahaya adalah salah satu jenis energi radiasi. Sinar matahari adalah energi radiasi yang memasok bahan bakar dan panas yang membuat kehidupan di Bumi terjadi.

Energi Gerak

adalah energi yang tersimpan dalam gerakan benda. Semakin cepat mereka bergerak, semakin banyak energi yang disimpan. Dibutuhkan energi untuk membuat objek bergerak, dan energi akan dilepaskan ketika sebuah objek melambat. Angin adalah contoh energi gerak. Sebuah contoh angin menggerakan kincir angin lalu energi tsb di transformasikan ke dalam bentuk energi lain seperti energi listrik.  

Energi Nuklir

adalah energi yang tersimpan dalam inti atom. Jumlah energi yang sangat besar dapat dilepaskan ketika inti atom (nuklei) digabungkan atau dipecah. Pembangkit listrik tenaga nuklir membelah inti atom uranium dalam proses yang disebut fisi. Matahari menggabungkan inti atom hidrogen dalam proses yang disebut fusi.

Energi Gravitasi

adalah energi yang tersimpan oleh obyek di ketinggian. Semakin tinggi dan berat objek, semakin banyak energi gravitasi disimpan. Ketika Anda bersepeda menuruni bukit curam dan menambah kecepatan, energi gravitasi diubah menjadi energi gerak. PLTA adalah contoh lain dari energi gravitasi, dimana bendungan "mengalirkan" air dari sungai ke reservoir.

Suara/Bunyi

adalah pergerakan energi melalui zat dalam gelombang longitudinal (kompresi / penghalusan). Suara dihasilkan ketika gaya menyebabkan suatu benda atau substansi bergetar - energi ditransfer melalui zat dalam gelombang. Biasanya, energi dalam suara jauh lebih kecil dari bentuk-bentuk energi lainnya.

Energi Listrik

Merupakan salah satu bentuk energy yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut Arus Listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energy yang lain seperti energy gerak, energy cahaya, energy panas, atau energy bunyi. Sebaliknya, energy listrik dapat berupa  hasil perubahan energy yang lain, misalnya dari energy matahari, energy gerak, energy potensial air, energy kimia gas alam, energy uap

Energi Panas

Energi Panas yang sangat besar berasal dari Matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.

B. PENGERTIAN TERMODINAMIKA

Termodinamika menurut bahasa Yunani yaitu Thermos (panas) dan Dynamic (perubahan). Maka Termodinamika adalah ilmu yang menggambarkan dan mendefinisikan perubahan dari suatu bentuk energi kebentuk energi lainnya khususnya antara energi termal dan energi mekanik. Secara umum, termodinamika adalah kajian mengenai kalor(panas) yang berpindah. Termodinamika membahas tentang sistem keseimbangan yang dapat digunakan untuk mengetahui besarnya energi yang diperlukan untuk mengubah suatu sitem keseimbangan, tetapi tidak dapat digunakan untuk mengetahui seberapa cepat peruahan itu terjadi karena selama proses sistem tidak berada dalam keseimbangan. Suatu sistem tersebut dapat berubah akibat dari lingkungan yang berada disekitarnya.

Termodinamika memiliki konsep dasar berupa istilah seperti sistem, lingkungan dan batas sistem. Sistem merupakan suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan objek analis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan, sedangkan batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem.

Sistem termodinamika.

   Sistem termodinamika sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran enrgi dengan lingkungan yang berada disekitar sistem. Sifat sistem ada dua yaitu sifat intensif (sifat yang tidak bergantung pada kuantitas sistem) dan sifat ekstensif (sifat yang bergantung pada kuantitas sistem). 

Sifat pembatas dibagi menjadi dua yaitu :

1.             Pembatas Adiabatik : merupakan pembatas dimana tidak ada pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan

2.             Pembatas Tegar : merupakan pembatas dimana tidak ada kerja baik dari sistem terhadap lingkungan ataupun sebaliknya.

Kemudian ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:

1.             Sistem terisolasi : sistem dimana tidak terjadi pertukaran panas dengan lingkungan, contoh dari sistem ini adalah wadah terisolasi seperti tabung gas

2.             Sistem tertutup : sistem dimana terjadi pertukararan energi tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan, contohnya green house dimana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan.

3.             Sistem terbuka : sistem dimana terjadi pertukaran energi dan benda dengan lingkungannya, contohnya tumbuhan dan samudra.

   Keadaan sistem adalah keadaan makrofis dimana sifat-sifatnya dapat ditentukan secara khas dan bebas waktu.

   Proses termodinamika dikatakan Reversible jika prosesnya berlangsung melalui sederetan keadaan termodinamika yang berkelanjutan. Reversible merupakan proses ideal tetapi keadaan kesetimbangan yangs sebenernya hanya dapat dicapai dalam kurun waktu yang sangat lama dan tidak dapat dipastikan kapan itu akan terjadi. Sedangkan proses Irreversible dapat kita anggap sebagai proses reversible terbatas jika dilakukan secara sangat lambat dan berada pada proses yang sangat singkat.

Hukum Termodinamika.

Ada beberapa hukum termodinamika, yaitu :

1.     Hukum Awal ( Zeroth Law ) : hukum yang menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan yang lainnya.

2.     Hukum Pertama Termodinamika ( kekekalan energi ) : hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai kedalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.

3.     Hukum Kedua Termodinamika : hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk menigkat seiring dengan berjalannya waktu mendekati nilai maksimumnya. Hukum ini terkait dengan Entropi.

4.     Hukum Ketiga Termodinamika : hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda terstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut benilai nol.

Massa Atom Relatif, Jumlah Partikel, Dan Mol

Massa Atom Relatif, Jumlah Partikel, Dan Mol

1.           A. Pengertian Massa Atom

Massa atom dari atom adalah massa atom yang dibandingkan dengan beberapa standar, seperti massa jenis tertentu atom karbon. Istilah massa atom dan berat atom sering digunakan secara bergantian, meskipun, tegasnya, mereka tidak berarti hal yang sama. Massa adalah ukuran dari jumlah total materi dalam suatu objek. Berat adalah ukuran beratnya obyek. Atom terdiri atas proton dan neutron yang dikelilingi elektron.

INGAT:

 - Nomor Atom = Jumlah Elektron = Jumlah Proton

             - Jumlah Neutron = Massa Atom - Nomor Atom

Cara mencari Nilai Proton, Neutron, dan Elektron

1.            2. Massa Atom Relatif (Ar)

Massa atom relatif adalah massa suatu atom jika dibandingkan dengan massa atom acuan. Namanya juga relatif, jadi tergantung pada yang melihat (atom yang jadi  acuan). Awalnya penentuan massa atom relatif suatu unsur kimia menggunakan pembanding atom hidrogen. Kemudian sejak 62 tahun yang lalu tepatnya tahun 1961 posisi hidrogen sebagai pembanding oleh IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry) diganti oleh atom karbon C₁₂. Dipilihanya atom karbon karena atom dari karbon lebih stabil. Massa atom relatif dilambangkan dengan Ar dengan satuan sma (satuan massa atom). Cara menentukan massa atom relatif dengan menggunakan rumus massa atom relatif:

Massa 1 atom sangat kecil jika di jadikan kedalam gram, oleh karena itu dibuat satuan untuk atom yaitu SMA(Satuan Massa Atom).

Contoh 1 : 

3. Massa Molekul Relatif

Suatu molekul unsur atau molekul senyawa terdiri dari lebih dari 1 atom baik dari unsur yang sama maupun berbeda. Jika massa atom relatif dari unnsur-unsur pembentuk molekul tersebut dijumlahkan maka sobat hitung akan mendapatkan massa molekul relatif.

Contoh :

·        Berapakah massa molekul relatif garam dapur  (NaCl) dan asam sulfat (H₂SO₄) jika diketahui massa atom relatif Na = 23, Cl = 35, H = 1, S = 32, dan O = 16?

Jawab:

Massa Molekul Relatif NaCl = Ar Na + Ar Cl = 23+35 = 58 sma

H₂SO₄ = 2 Ar H + Ar S + 4 Ar O = 2(1) + (32) + 4(16) = 2 + 32 + 64 = 98 sma

·        Diketahui massa atom relatif (Ar) beberapa unsur sebagai berikut :
....Ca = 40, .O = 16, .H = 1
Tentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa Ca(OH)₂

Penyelesaian :
Satu molekul Ca(OH)₂ mengandung 1 atom Ca, 2 atom O, dan 2 atom H
....Mr Ca(OH)₂ = Ar Ca + 2(Ar O) + 2(Ar H)
.... .... .... ....   ..= 40 + 2(16) + 2(1)
                        = 40 + 32 + 2
.... .... .... ..    ...= 74

Jumlah Partikel dan Konsep Mol

A. Pengertian Partikel

      Partikel adalah bagian terkecil dari suatu materi. Setiap materi mengandung partikel­partikel kecil yang menyusun zat tersebut yang dapat berupa atom, ion, dan molekul. Sampai saat ini belum ada yang mengetahui bentuk partikel terkecil zat, para ilmuan berupaya mengembangkan beragam modelnya dari data yang mereka kumpulkan. Setiap zat yang berbeda disusun oleh partikel­partikel terkecil yang berbeda pula. Misalnya, air disusun oleh partikelpartikel terkecil yang berbeda dengan partikel­partikel terkecil yang menyusun gula pasir.

B. Pengertian Mol

       Menurut etimologi – ilmu yang memperlajari asal usul kata mol berasal dari bahasa yunani yakni “Moles” yang berarti massa. Maka defenisi mol (Mole – eng) adalah satuan unit SI untuk menghitung jumlah zat. Awalnya setara dengan 0,012 kg dari atom C-12 murni. Seiring perkembangan zaman, akhirnya ditetapkan bahwa.

1 mol = 6,0221367 x 10 ²³ partikel

Jumlah ini dikenal dengan bilangan avogadro dengan pembulatan menjadi 6,02 x 10²³, sebagai bentuk kehormatan pada Amedeo Avogadro (1776 – 1856). Sikilas bilangan ini tampak sangat amat besar, tapi bagi kimiawan, hal ini sangat bermakna; terutama untuk menghitung stoikiometri kimia. Bayangkan saja, jika komputer bisa menghitung 1 miliar dalam 1 detik maka ia membutuhkan 20 juta tahun untuk menghitung sebanyak 6,02 x 10 ²³.

Hubungan mol dengan massa zat

Hubungan Mol (n) dengan Jumlah Partikel

Keterangan:   X   = Jumlah partikel/atom/molekul

                       n    = Mol (Gr/Mr)

                       L   = Konstanta Avogadro (6,02 x 10²³)

Contoh soal 1 :
Coba tentukan jumlah partikel yang terkandung dalam 5 mol besi(Fe)

Penyelesaian:

Menentukan komponen yang diketahui dan ditanyakan:
Diketahui            : 5 mol besi
Ditanyakan         : jumlah partikel yang terkandung dalam besi tersebut.

Memasukkan komponen tersebut ke dalam persamaan dan menentukan jumlah partikel besi:

x = nL

= 5 mol x 6,02 x 10²³
= 30,1 x 10²³ = 3,01 x 10²⁴
Jadi, jumlah partikel besi yang terkandung dalam 5 mol besi adalah 3,01 x 10²⁴ atom besi.
Catatan: Partikel penyusun zat bisa berupa atom, molekul, atau ion.

Contoh soal 2:

Jika  2,4 x 10²³ atom unsur “X” massanya adalah 60 gr, berapakah hasil Mr?


Jawab :

Demikianlah yang dapat saya postingkan, tentunya banyak kekurangan dan kelemahan kerena terbatasnya pengetahuan, kurangnya rujukan atau referensi karena saya juga masih newbie mengenai blog. Oleh karena itu, saya banyak berharap kepada para pembaca yang budiman memberikan kritik saran yang membangun demi sempurnanya artikel ini. Semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi para pembaca khusus pada penulis. Aamiin ...

Materi Dan Perubahan Materi

MATERI DAN PERUBAHAN MATERI

Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa, volume, dan menempati ruang, yang terdapat dalam alam semesta. Materi biasanya disebut sebagai benda atau zat. Setiap zat memiiki sifat tertentu yaitu, ciri-ciri yang yang dapat diamati oloeh pancaindra serta perubahan yang dapat dialami, misalnya wujud, warna, rasa, bentuk, dan sebagainya.

I. MATERI

Materi merupaan sesuatu yang memiliki masa dan volume serta menempati ruang, benda-benda di sekitar kita misalnya meja, mobil, buku, air dan udara juga merupakan materi selain menempati ruang juga mempunyai masa. Banyak cara untuk mengetahui apakah sesuatu itu termasuk materi atau bukan misalnya, untuk menunjukan udara menempati ruang ditunjukan oleh balon udara yang mengembang bila ditiup. Cahaya dan sinar bukan merupakan materi sebab tidak menempatii ruang.

Materi atau zat di klasifikasikan menjadi 2 kelompok :

1. Zat Tunggal (murni)

Zat tungal (murni terdiri dari :

• Unsur

Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan menjadi komponen yang lebih sederhana melalui reaksi kimia.

Contohnya : Besi (Fe) Perak


dibawah ini adalah contoh unsur yang tersusun dalam SPU
 

• Senyawa

Senyawa adalah zat tunggal yang terbentuk dari dua atau lebih unsur melalui. Dengan cara-cara tertentu. Senyawa dapat diuraikan menjadi zat yeng lebih sederhana dan bahkan bisa menjadi unsur-unsur pembentukan. Misalnya gula merupakan senyawa yang terdiri dari unsur karbon, unsur hidrogen dan unsur oksigen, jika gula kadar akan terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana yaitu karbon oksida dan uap air. Contoh lain (air, asam cuka dan lain-lain)

KEADAAN MATERI (ZAT)

Zat yang kita kenal pada umumnya berada dalam 3 wujud yaitu, gas (g), cair (l), dan padat (s). Ketiga wujud terdebut biasanya dipengaruhi oleh tekanan dan suhu. Perubahan suhu dan tekanan dapat menimbulkan perubahan wujud pada zat.

JENIS	BENTUK	VOLUME	PENGARUH TEKANAN
GAS	Mengikuti ruangan	Sesuai volume ruang	Besar
CAIR	Tanpa bentuk spesifik	Tertentu	Kecil
PADAT	Tertentu	Tertentu	Nol

                                   

KLASIFIKASI ZAT (MATERI)

JENIS	KETERANGAN
Campuran Kasar	Campuran sembarang zat, sifatnya tak tentu, zat yang bercampur dapat dibedakan secara visual
Koloid	Sifatnya merupakan peralihan dari campuran kasar dengan larutan
Larutan	Campuran homogen zat terlarut dalam pelarutnya. Sifatnya seragam tetapi komposisinya dapat bervariasi
Senyawa	Hasil reaksi unsur dengan unsur lainnya, komposisinya tetap, homogeny hanya dapat diurai dengan reaksi kimia
Unsur	Zat yang tidak dapat diurai lagi menjadi zat yang lebih sederhana. Baik dengan perubahan fisika maupun dengan perubahan kimia

PEMISAHAN CAMPURAN

Komponen- komponen penyusunan campuran dapat saling dipisahkan dengan memanfaatkan perbedaan sifat fisiknya. Misalnya, kita dapat  memisahkan sari bunga yang dapat menguap (parfum) dengan penyulingan atau destilasi. Beberapa cara pemisahan campuran dirangkum dalam tabel berikut :

No Cara Pemisahan Dasar Pemisahan Contoh 1 Filtrasi (Penyaringan) Perbedaan ukuran partikel Memisahkan air dengan tanah 2 Destilasi (Penyulingan) Perbedaan titik didih Memisahkan alkohol, parfum. 3 Kromatografi Perbedaan laju migrasi (berpindah) Pemisahan komponen warna pada tinta 4 Kristalisasi Kemampuan mengristal Membuat garam, gula, dsb. 5 Ekstraksi Perbedaan kelarutan Memisahkan klorofil dari daun 6 Magnet Kemudahan ditarik magnet Campuran besi dan belerang 7 Sublimasi Kemudahan menyublim Pemisahan campuran iodin dan tanah

Note :

* Sifat ekstensif : Sifat zat yang dipengaruhi oleh jumlah zat seperti, volume, massa, berat, panas reaksi, dan sebagainya.


* Sifat intensif : Sifat zat yang dipengaruhi oleh jumlah zat seperti, membeku, melebur, suhu, sublimasi, dan sebagainya.

* Perubahan fisika : Perubahan yang bersifat sementara, tidak terjadi zat baru

* Perubahan kimia : Perubahan yang sifatnya tetap, terjadi zat baru. Misal, korosi logam, pembusukan. Perubahan kimia (reaksi) biasanya dapat diamati dari gejala-gejala. Terjadi perubahan warna, gas, endapan, perubahan suhu, daya hantar listrik, dan sebagainya.


* Sifat fisika : Sifat zat yang dikaitkan dengan keadaan/perubahan fisiknya, misalnya, titik didih, titik lebur, massa jenis, warna, kekerasan, dan lain-lain.

* Sifat kimia : Sifat zat yang dikaitkan dengan perubahan/keadaan kimianya. Misal, kestabilan, mudah terbakar.