HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA

A. Hukum Pertama Termodinamika dalam Suatu Siklus

Suatu hukum bukanlah sesuatu yang diturunkan atau dibutuhkan dari prinsip-prinsip dasar tapi hanyalah merupakan suatu pernyataan yang kita rumuskan berdasarkan pengamatan-pengamatan dari berbagai eksperimen. Jika suatu eksperimen menunjukkan adanya pelanggaran terhadap suatu hukum, maka hukum tersebut harus direvisi ataukah kondisi-kondisi tambahan harus diterapkan pada keabsahan hukum tersebut. Secara historis, hukum pertama dinamika  dirumuskan untuk suatu siklus:  perpindahan kalor netto adalah sama dengan usaha netto yang dihasilkan untuk suatu sistem siklus. Hal ini diekspresikan dalam bentuk persamaan melalui

.................... (4.1)

atau 

...................... (4.2)

dimana simbol menunjukkan integrasi di skeliling suatu siklus lengkap.

B. Hukum Pertama dalam Suatu Proses

Hukum pertama termodinamika seringkali diaplikasikan pada suatu proses seiring dengan berubahnya sistem dari satu keadaan ke keadaan lainnya. suatu sistem menjalani suatu siklus melalui beberapa proses dan akhirnya kembali ke keadaan awalnya. Dengan menerapakan hukum pertama pada siklus ini, (4.2) mengambil bentuk

,  

atau ekuivalennya

Ini berarti, perubahan kuantitas Q-W dari keadaan 1 ke keadaan 2 di sepanjang jalur, karena perubahan ini bersifat independen antara keadaan 1 ke keadaan 2 dapat di jadikan
................ (4.3)
dimana dE merupakan suatu diferensial eksak. Kuantitas E merupakan suatu properti ekstensif dari sistem tersebut dan dapat dibuktikan melalui eksperimen sebagai suatu suatu respresentasi dari energi dari sistem tersebut pada suatu keadaan tertentu. Persamaan (4.3) dapat diintegrasikan untuk menghasilkan
.................. (4.4)
di mana adalah kalor yang dipindahkan ke sistem selama proses dari keadaan 1 ke keadaan 2, adalah usaha yang dilakukan oleh sistem pada lingkungannya selama proses tersebut dan dan adalah nilai-nilai dari properti E. Dalam mengerjakan kebanyakan soal biasanya subskrip-subskrip pada Q dan W diabaikan.

Properti E merepresentasikan semua energi; energi kinetik, KE, energi potensial, PE, dan energi internal U yang memasukkan energi kimia dan energi yang diasosiasikan dengan atom. setiap bentuk energi lainnya juga termasuk dalam energi total E. Intensif properti yang diasosiasikan dengan energi ini diberikan lambang e.

Jadi hukum pertama termodinamika memiliki bentuk
......................... (4.5)

Sumber: Potter, Merle C dan Somerton, Craig W. 2008. Termodinamika Teknik. Erlangga: Jakarta.