Definisi Thermodinamika Dan Aplikasinya Secara Umum

Thermodinamika berasal dari kata Yunani yakni thermos = panas dalam dynamic = perubahan sehingga dapat dikatakan sebagai cabang ilmu pengetahuan alam yang mempelajari perpindahan panas dan kerja dalam proses fisika maupun kimia. Dari pandangan kurikulum, termodinamika ini merupakan kelanjutan dari mata kuliah fisika dasar (khususnya tentang panas) dan dasar dari mata kuliah fisika statistik. Sehingga di dalam mempelajari ilmu thermodinamika diharapkan anda dapat memahami tentang konsep panas yang telah anda pelajari sebelumnya. Untuk menyegarkan kembali ingatan anda tentang konsep panas, pada ini akan mereview tentang fenomena kalor/panas yang dimulai dengan sebuah pengkajian mengenai kesetimbangan termal dan temperatur.

Definisi dan Aplikasi Thermodinamika

Thermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara khusus membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnet, energi akibat gaya magnet, dan lain-lain. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa teknologi. Selain itu energi di dalam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi. Prinsip termodinamika tersebut sebenarnya telah terjadi secara alami dalam kehidupan sehari-hari. Bumi setiap hari menerima energi gelombang elektromagnetik dari matahari, dan di bumi energi tersebut berubah menjadi energi panas, energi anginm gelombang laut, proses pertumbuhan berbagai tumbuh-tumbuhan dan banyak proses alam lainnya. Proses di dalam diri manusia juga merupakan proses konversi energi yang kompleks, dari input energi kimia dalam makanan 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 di atas 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 thermodinamika. Beberapa aplikasi dari thermodinamika khususnya dalam rekayasa teknik di sajikan dibawah ini.

Beberapa aplikasi termodinamika sebagai berikut :
- Mesin automotif
- Turbin
- Pompa, Kompresor
- Sistem pendorong pesawat terbang dan roket
- Pemanas, Ventilasi dan AC
- Sistem pembakaran
- Sistem energi alternatif:
   a. Piranti thermoelektrik dan termionic
   b. Pembangkit tenaga sel surya
   c. Sistem Geotermal
   d. Pembangkit angin
- Aplikasi Biomedis:
   a. Sistem life-support
   b. Organ buatan (artifisial)

Aplikasi thermodinamika yang begitu luas dimungkinkan karena perkembangan ilmu thermodinamika sejak abad ke-17 yang dipelopori dengan penemuan mesin uap di Inggris, dan diikuti oleh para ilmuwan thermodinamika seperti Willian Rankine, Rudolph Clausius, dan Lord Kelvin pada abad ke-19. Pengembangan ilmu thermodinamika dimulai dengan pendekatan mikroskopik, yaitu sifat termodinamis didekati dari perilaku umum pertikel-partikel zat yang menjadi media pembawa energi, yang disebut pendekatan thermodinamika klasik. Pendekatan tentang sifat termodinamis suatu zat berdasarkan perilaku kumpulan partikel-partikel disebut pendekatan mikroskopis yang merupakan perkembangan ilmu termodinamika, atau disebut termodinamika statistik. Pendekatan termodinamika statistik dimungkinkan karena perkembangan teknologi komputer, yang sangat membantu dalam menganalisis data dalam jumlah yang sangat besar.