TERMODINAMIKA EPS 1

Kita tentu tahu bahwa alam semesta mengandung energi dan materi. Energi yang terdapat di alam semesta ini secara terus menerus mengalir tiada henti. Kebutuhan energi bukan hanya untuk kebutuhan seperti rumah tangga, industri, tetapi energi juga dibutuhkan untuk kehidupan kita sepeti melakukan gerak, kegiatan hidup sel, dll. 

Ilmu yang mempelajari perubahan energi dalam sekumpulan materi adalah Termodinamika. Sebelum kita lebih lanjut, alangkah baiknya kita mengenal tentang sistem dan lingkungan karena 2 hal tersebut sangat penting untuk memahami Termodinamika.

a.      SISTEM adalah yang menjadi pusat perhatian kita, atau dengan kata lain menyatakan materi yang dipelajari. SISTEM terbagi menjadi beberapa bagian (Tidak perlu dihafal).

-  SISTEM TERBUKA : Terjadi pertukaran materi dan energi antara sistem dan lingkungan, misalnya Gelas yang dituangkan air panas

-  SISTEM TERTUTUP : Sistem ini tidak terjadi pertukaran materi dan energi, sebagai contoh adalah termos.

b.     Lingkungan adalah segala sesuatu diluar sistem yang dapat mempengaruhi sistem.

Setelah mengetahui sistem dan lingkungan, kita akan mempelajari termodinamika. yappp..Ada dua hukum termodinamika yang hukum ini sangat penting untuk memahami fisika, biologi, khususnya Metabolisme.

    

1. Hukum I Termodinamika

Hukum ini menyatakan bahwa energi di alam semesta bersifat konstan. oleh karena itu, hukum ini disebut dengan prinsip kekekalan energi. Adapun, bunyi dari hukum ini adalah :

 

    "Energi dapat ditransfer dan berubah bentuk, tetapi tidak dapat  diciptakan dan dimusnahkan"

Tumbuhan tidak dapat menciptakan energinya sendiri, tetapi tumbuhan menyerap energi cahaya matahari dan kemudian diubah menjadi energi kimia yang disimpan. Lalu, kita memakan bagian dari tumbuhan tersebut dan akhirnya kita memprosesnya menjadi energi baru seperti Energi kinetik, kerja sel, panas, dll.

Kalian tahu tidak macam-macam energi? yaaaapp...

Energi mempunyai bentuk yang bermacam-macam dan selalu berubah bentuk menjadi bentuk yang lainnya, ada 4 bentuk energi :

        a. Energi Kinetik

           Energi kinetik adalah energi berasosiasi dengan gerakan benda. Sehingga suatu  benda yang bergerak bisa melakukan kerja pada benda yang lain.

        b.Energi Pontensia

Walaupun benda tidak bergerak, tetap saja memiliki energi, yaitu energi pontensial. Energi ini dimiliki oleh benda pada saat benda diam dan berada pada    ketinggian tertentu   atau stukturnya

        c. Energi Panas/Kalor

        Yaaaa, tentu kita tahu tentang energi yang satu ini. Energi iniberpindah dari suhu tinggi         ke suhu yang lebih rendah. Hal inilah yang menjadi alasan bagi kita untuk                            menggunakan mantel pada ruangan yang suhunya rendah agar panas tubuh kita tidak             keluar.

        d. Energi Kimia 

         Energi kimia mengacu pada energi potensial yang dimiliki oleh suatu molekul dan kemudian dilepaskan dalam reaksi kimia.

2. Hukum II Termodinamika

          Ada sebuah pertanyaan yang menarik jika membaca buku Campbell, yaitu "Jika energi adalah kekal lalu mengapa organisme tidak mendaur ulang saja energi yang kekal?"

Ternyata pada setiap proses transformasi energi ada energi yang tidak terpakai dan kemudian terbuang dalam bentuk panas. Misalnya gerakan citah, energi yang diambil dari makanannya hanya      sebagian karena sebagian besar hilang sebagai panas yang terbuang dengan cepat ke lingkungan.

Dengan adanya energi yang terbuang, hal itu membuat alam semesta menjadi tidak teratur. Kita            mengenal ketidakteraturan ini dengan Entropi, sebagai ukuran ketidakteraturan. Oleh karena itu, kita     bisa menyatakan bunyi Hukum II Termodinamika adalah :

        "Setiap transfer atau transformasi energi menyebabkan entropi semesta meningkat"

Semakin banyak energi yang terbuang maka akan semakin besar nilai entropi semesta. Ketika seekor citah berlari maka proses perubahan energi kimia menjadi energi kinetik pada citah akan meningkatkan mengeluarkan panas dan molekul CO2 yang pada akhirnya juga akan meningkatkan entropi semesta.

 

Sumber : Campbell, N.A., Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., Jackson, R.B. (2012). Biologi Jilid 2. Edisi 8. Terjemahan D.T Wulandari. Jakarta: Erlangga