Contoh sel Galvani yang umum adalah sel 1,5 volt standar yang banyak digunakan. Suatu baterai terdiri dari satu atau lebih sel, yang terhubung baik dalam pola paralel, seri atau seri- dan-paralel. Sel elektrokimia tersusun dari dua material penghantar atau konduktor listrik yang disebut dengan katode dan anode. Kedua material penghantar ini disebut dengan elektrode. Gambar 5. 2 Sel Elektrokimia 7.3 Elektromiograf (EMG) Pengukuran isyarat listrik tubuh secara selektif sangat berguna untuk memperoleh informasi klinik tentang fungsi tubuh dan gangguan pada organ-organ tertentu. Elektromiograf (EMG) adalah alat yang digunakan untuk memantau aktivitas listrik otot, yang diukur dari respon kejut sinyal listrik yang diberikan pada jarak tertentu. Gambar 5. 3 Elektromiograf (EMG) 7.4 Elektroensefalograf (EEG) Elktroensefalograf (EEG) adalah alat yang digunakan untuk memantau aktivitas listrik otak. Saat ini telah dapat dikembangkan (EEG) berbasis personal komputer (PC).
Gambar 5. 4 Elektroensefalograf (EEG) 7.5 Belut listrik Gambar 5. 5 Belut Listrik Organ penghasil listrik yang dimiliki oleh kebanyakan ikan tersusun dari sel saraf dan sel otot yang telah mengalami perubahan penting.bentuk organ listrik seperti piringan kecil yang memproduksi lendir (elektrosit), tersusun dan menyatu menghadap arah yang sama yang memuat 150 atau 200 piringan setiap susunannya. Prinsip kerja piringan listrik mirip kerja baterai, ketika ikan beristirahat, otot-otot yang tidak berhubungan belum aktif tetapi jika menerima pesan dari saraf, segera bekerja spontan mengeluarkan daya listrik. 7.6 Biolistrik Penerapan listrik dalam bidang biologi yaitu listrik yang terdapat pada tubuh makhluk hidup yang disebut dengan biolistrik. Berbeda dengan listrik yang berasal dari elektron seperti baterai, listrik dalam tubuh makhluk hidup berasal dari ion. Jika baterai berguna untuk alat-alat listrik, maka biolistrik berguna untuk tubuh makhluk hidup. .
BAB VIII KONSEP SUHU, KALOR DAN ENERGI UNTUK BIDANG BIOLOGI Manusia bernafas dengan oksigen yang dihasilkan oleh tumbuhan. Untuk menghasilkan oksigen, tumbuhan harus melaksanakan proses fotosintesis. Dalam proses fotosintesis, yang dibutuhkan oleh tumbuhan yaitu karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil..Tumbuhan memiliki peran penting guna kelangsungan hidup manusia. Dalam hidupnya, tumbuhan mengalami pertukaran energi dengan lingkungannya Tentunya terdapat berbagai mekanisme pertukaran energi yang mempengaruhi terjadinya suhu daun. Untuk itu, penulis mengangkat topik ini sebagai bahan pembuatan makalah biofisik karena ini terkait dengan fisiologi tumbuhan pada cabang ilmu biologi dan prinsip- prisnsip perpindahan panas pada cabang ilmu fisika. 8.1 Mekanisme Pertukaran Energi Yang Mempengaruhi Terjadinya Suhu Daun Jika suhu daun berubah, keadaan yang memang lazim terjadi, daun akan menyimpan atau melepaskan panas (kalor). Jika sehelai daun tipis menyimpan panas (kalor) dalam jumlah tertentu, suhunya akan naik dengan cepat; jumlah panas (kalor) yang sama yang disimpan dalam kaktus hanya sedikit saja yang menaikkan suhunya, namun kaktus tetap panas lebih lama. Untuk mudahnya, hanya akan diambil contoh daun yang berada dalam kesetimbangan dengan lingkungannya; artinya, pada suhu konstan. Sekitar 1 sampai 2% cahaya diubah menjadi energi kimia melalui fotosintesis, dan jumlah yang kecil itu dapat diabaikan. Energi yang dihasilkan dari respirasi dan proses metabolik lainnya juga dapat diabaikan karena terlalu kecil. Pada keadaan tetap, ada tiga mekanisme pertukaran energiyang mempengaruhi terjadinya suhu daun, yaitu radiasi, konveksi, dan transpirasi. 8.2 Energi pada Proses Biologis Makhluk Hidup Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya. Energi bermanfaat pada saat terjadinya perubahan bentuk. Perubahan bentuk energi tersebut disebut dengan transformasi energi. Sebagai contoh, energi kimia dalam baterai kering bermanfaat untuk menyalakan senter ketika terjadi perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik. Energi juga dapat dipindahkan dari satu sistem ke sistem yang lainnya yang disebut dengan transfer energi. Contohnya energi pembakaran yang ada dalam api dipindahkan ke air yang ada dalam panci sehingga air mendidih. Energi total sebuah sistem dan lingkungannya tidak berubah (kekal). Bila energi sistem berkurang, maka selalu ada pertambahan energi yang terkait dengan lingkungannya atau sistem lain.
8.2.1 Penerapan Suhu dan Kalor pada bidang Biologi a. Pengaturan Suhu pada Makhluk Hidup 1. Mekanisme Pengaturan Suhu Tubuh Manusia. Mengapa Anda dapat Berkeringat? Sistem tubuh manusia bekerja optimal pada suhu 36,5 hingga 37,5 . Seringkali aktivitas dan lingkungan sekitar memaksa tubuh manusia bereaksi untuk menjaga agar suhu tubuhnya tetap optimal. Pada saat Anda beraktivitas, misalnya berolahraga akan terjadi peningkatan proses perubahan energi kimia makanan menjadi energi gerak . Proses ini menghasilkan panas yang dapat meningkatkan suhu tubuh. Pada saat ini, mekanisme dalam tubuh Anda memberi perintah agar tubuh berkeringat. Pada saat keringat itu menguap, proses penguapan keringat memerlukan kalor. Kalor ini diambil dari kulit tubuhmu, sehingga tubuh Anda yang memanas itu menjadi dingin, dan kembali ke suhu optimal. Pada saat itu, mengapa Anda merasa nyaman jika dikipasi? Saat dikipasi, proses penguapan keringat itu terjadi lebih cepat, sehingga tubuhmu segera kembali ke suhu optimumnya. 8.3 Mekanisme Pengaturan Suhu Tubuh pada Hewan Pengaturan suhu tubuh hewan, semua jenis hewan memperoleh panas dari lingkungan dan melepaskannya kembali kelingkungan, disamping mereka sendiri dapat menghasilkan panas sendiri dari dalam tubuhnya sebagi akibat aktivitas metabolismenya. Dalam pengaturan suhu tubuh, hewan harus mengatur panas yang diterima atau yang hilang ke lingkungan. Mekanisme perubahan panas tubuh hewan dapat terjadi dengan 4 proses, yaitu konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi. a. Konduksi adalah perubahan panas tubuh hewan karena kontak dengan suatu benda. b. Konveksi adalah transfer panas akibat adanya gerakan udara atau cairan melalui permukaan tubuh. c. Radiasi adalah emisi dari energi elektromagnet. Radiasi dapat mentransfer panas antar obyek yang tidak kontak langsung. Sebagai contoh, radiasi sinar matahari. d. Evaporasi proses kehilangan panas dari permukaan cairan yang ditransformasikan dalam bentuk gas.
8.4 Aplikasi Suhu, Kalor Dan Energi Dalam Kehidupan Sehari-Hari a. Pemanfaatan Kalor Pada Termos Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada di dalamnya agar tetap panas dalam jangka waktu tertentu. Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Pemanfaatan Kalor Pada Termos. Dinding termos dibuat sedemikian rupa, untuk menghambat perpindahan kalor pada termos, yaitu dengan cara: a. permukaan tabung kaca bagian dalam dibuat mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos, b. dinding kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi, dan c. ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan agar konveksi dengan udara luar tidak terjadi. b. Pemanfaatan Kalor Pada Seterika Seterika terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang dapat memindahkan kalor secara konduksi ke pakaian yang sedang diseterika. Adapun, pegangan seterika terbuat dari bahan yang bersifat isolator. c. Pemanfaatan Kalor Pada Panci Masak Panci masak terbuat dari bahan konduktor yang bagian luarnya mengkilap. Hal ini untuk mengurangi pancaran kalor. Adapun pegangan panci terbuat dari bahan yang bersifat isolator untuk menahan panas. d. Pemanfaatan Kalor Pada Lemari Pendingin (Kulkas) Penurunan suhu dalam kulkas disebabkan oleh penguapan freon yang mengalir dalam pipa yang melewati kulkas. Apabila freon menguap dalam pipa yang terletak di dalam ruang pembeku, maka freon akan menyerap kalor dari ruang pembekuan.
\\\\
BAB IX KONSEP SUHU, KALOR, DAN ENERGI UNTUK BIDANG KIMIA 9.1 Konsep Dasar
Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia. Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan, dan pembentukan larutan. Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi. Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia. A. Termodinamika I Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimia.” Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, atau energi alam semesta adalah konstan.” hukum termodinamika 1 Perubahan kalor pada tekanan konstan: ∆H = ∆E + P∆V W= P∆V ∆E = energi dalam Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sebagai berikut : ∆U = Q – W Dimana : ∆U = perubahan tenaga dalam sistem Q = panas yang masuk/keluar dari sistem W = Usaha yang dilakukan thp sistem B. Kalor Reaksi Perubahan energi dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas, sebab itu lebih tepat bila istilahnya disebut panas reaksi. Ada beberapa macam jenis perubahan pada suatu sistem. Salah satunya adalah sistim terbuka, yaitu ketika massa, panas, dan kerja, dapat berubah-ubah. Ada juga sistim tertutup, dimana tidak ada perubahan massa, tetapi hanya panas dan kerja saja. Sementara, perubahan adiabatis merupakan suatu keadaan dimana sistim diisolasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir. Kemudian, ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap, yang dinamakan perubahan isotermik. Pada perubahan suhu, ditandai dengan ∆t (t menunjukkan temperatur), dihitung dengan cara mengurangi temperatur akhir dengan temperatur mula-mula. ∆t = takhir – tmula-mula
Demikian juga, perubahan energi potensial; ∆(E.P) = (E.P)akhir – (E.P)mula-mula Kalor reaksi (∆H) adalah kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi, disebut juga perubahan entalpi. Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam laboratorium. Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter. Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diberikan atau diambil dalam suatu proses tertentu. Sebuah termometer sederhana terdiri dari bejana terisolasi, alat pengaduk, dan termometer. C. Kerja Istilah kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama mekanika. Dalam termodinamika, kerja secara umum didefinisikan sebagai gaya kali jarak. Jika perpindahan jarak akibat gaya F adalah sebesar ds (ds=distance/jarak), maka kerja yang dilakukan. ∆W= F ds Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi, yaitu sistem dan lingkungan. Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem, sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan. 9.2 Entalpi Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi. Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat. . Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s). Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H ). Untuk reaksi kimia : ∆H = Hp – Hr Hp= entalpi produk Hr = entalpi reaktan Reaksi pada tekanan tetap : qp = ∆H ( perubahan entalpi ) Reaksi pada volume tetap : qv = ∆E ( perubahan energi dalam ) Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan ” perubahan entalpi (ΔH) ” . Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur. Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem. Misalnya pada perubahan es menjadi air, yaitu 89 kalori/gram. Pada perubahan es menjadi air, ΔH adalah positif, karena entalpi hasil perubahan, entalpi air lebih besar dari pada
entalpi es. Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi. Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi. Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya. Energi potensial berkaitan dengan wujud zat, volume, dan tekanan. Energi kinetik ditimbulkan karena atom – atom dan molekul -molekul dalam zat bergerak secara acak. Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) . Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat. . Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s). 9.3 Kalorimeter Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeter. Perubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan, untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada tekanan konstan. Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter). Kalorimeter terbagi menjadi dua, yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana. Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor, sampai tercapai kesetimbangan termal. 9.4 Hukum Hess Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter, misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar ( DHf o )CO. Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2. Jadi, bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut; yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2. Untuk mengatasi hal tersebut, Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan. Artinya : “ perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksi.” Pernyataan ini disebut Hukum Hess, rumus yang dapat dipakai yaitu ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +….
BAB XI KONSEP TERMODINAMIKA DALAM BIDANG BIOLOGI DAN KIMIA 10.1 Penerapan Fisika Klasik Sebelumnya, berikut akan kami jelaskan beberapa hal yang sangat diperlukan dalam penerapan fisika klasik. 1. Tekanan cair dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang dan dibagi dengan luas permukaan bidang, atau tekanan dapat dikaitkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan pada tempat dengan kandungan yang sama, maka semakin tinggi suhunya. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah daripada di dataran rendah, karena tekanan di dataran rendah lebih tinggi. Namun, pernyataan ini tidak selalu benar, ketika tekanan uap air meningkat maka berubah dari gas kembali menjadi cair. Rumus tekanan juga dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa pisau diasah dan permukaan tipisnya menjadi tajam. Area permukaan yang lebih kecil, tekanan yang lebih tinggi akan diperoleh dengan gaya yang sama. 2. Entropi merupakan konsep dalam kimia dan fisika, dan juga termasuk dalam termodinamika kimia atau kimia fisika. Konsep entropi sangat penting untuk menjelaskan bagaimana perubahan dalam sistem termodinamika. Jika kita mempelajari peristiwa dalam kehidupan, seperti mencairnya es dari padat menjadi cair. Dalam hal ini, sistem telah berubah dari padat dengan keteraturan tinggi menjadi cair dengan keteraturan rendah. Cairan juga bisa menjadi zat gas tingkat rendah. Akan menggunakan ukuran entropi untuk mempelajari tingkat keteraturan dan perubahan. 3. Tegangan permukaan adalah gaya ke bawah atau gaya tarik yang menyebabkan permukaan zat cair menyusut dan benda mengalami tegangan. Hal ini disebabkan ketidak seimbangan gaya tarik pada antarmuka cairan. Ketika cairan biasa naik di kapiler dan membentuk setetes kecil cairan, gaya segera dikenali. Sebagai alternatif, tegangan permukaan juga dapat menjadi fenomena menarik yang terjadi dalam cairan (fluida) statis (statis).
4. Suhu adalah ukuran energi panas yang disimpan dalam suatu benda. Benda bersuhu tinggi memiliki energi panas yang lebih tinggi, begitu pula sebaliknya. Panas adalah perpindahan energi panas dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu lebih tinggi. 5. Viskometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur viskositas fluida. Sangat cocok untuk fluida dengan kondisi aliran dan viskositas yang berbeda. Tingkat kekentalan dapat dilihat dari pergerakan aliran zat cair, apabila zat cair mengalir dengan lambat maka dapat dikatakan tingkat kekentalannya tinggi, tetapi bila mengalir dengan cepat maka tingkat kekentalan zat cair sangat rendah. 10.2 TERMOKIMIA Termokimia dapat diartikan sebagai bagian dari ilmu kimia yang mempelajari kinetika atau perubahan reaksi kimia hanya dengan mengamati kalor. Salah satu aplikasi ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari adalah reaksi kimia dalam tubuh kita, dimana energi yang dihasilkan digunakan untuk semua tugas yang kita selesaikan. Pembakaran bahan bakar dari minyak dan batu bara digunakan untuk menghasilkan listrik.. Termokimia membahas hubungan antara panas dan reaksi kimia atau proses yang berhubungan dengan reaksi kimia. Dalam prakteknya, termokimia lebih memperhatikan pengukuran panas yang berkaitan dengan perubahan struktur kimia atau material, seperti panas yang berkaitan dengan perubahan bentuk atau struktur kristal. Untuk mempelajari perubahan kalor dalam proses tersebut, perlu dikaji beberapa hal yang berkaitan dengan energi materi, bagaimana energi berubah, bagaimana mengukur perubahan energi tersebut dan hubungannya dengan struktur materi. Penelitian tentang penerapan termokimia dalam kehidupan sehari-hari. Guna mendeskripsikan masalah secara lebih rinci, penulis mencoba menulis makalah yang membahas tentang “penerapan termokimia dalam kehidupan sehari-hari”. 10.3 Kelemahan Termokimia Kerugiannya adalah jika seseorang mempelajari energi ini lebih dan lebih dalam skala yang lebih besar dan pada tingkat yang lebih dalam, maka orang tersebut akan dilihat sebagai ancaman dan menjadi sumber kehancuran di dunia. Dengan pengetahuan tentang termokimia, jika kita mempelajarinya lebih dalam, kita akan menemukan hal-hal yang dapat mengubah dunia ini menjadi reruntuhan. Seperti mempelajari energi nuklir.
10.4 Entalpi Entalpi mengacu pada jumlah total energi dalam segala bentuk yang dimiliki oleh suatu bahan atau zat dengan jumlah panas tertentu. Simbolnya (H) berasal dari bahasa Yunani \"entalpi\", yang berarti pemanasan. Besarnya entalpi (H) suatu zat tidak dapat diukur, tetapi perubahan entalpi (∆H) yang dapat ditentukan adalah perubahan kalor yang terjadi dalam suatu reaksi kimia. Oleh karena itu, entalpi suatu zat hanya dapat diketahui dari perubahannya. 1. Perubahan Entalpi (∆H) Entalpi suatu bahan tidak dapat dihitung, tetapi perubahan entalpi dapat dihitung. Perubahan entalpi mengacu pada perubahan panas selama proses di bawah tekanan tertentu. Ada dua jenis perubahan entalpi: Reaksi eksoterm (penurunan entalpi) Dengan kata lain panas antara sistem dan lingkungan berubah, sehingga suhu lingkungan akan naik, sehingga ∆H negatif (-). A= H dari pereaksi B= H dari zat hasil Hpereaksi > Hzat hasil atau HA > HB Sehingga: ∆H = Hzat hasil - Hpereaksi= HB – HA Reaksi endoterm (kanaikan entalpi) Dengan kata lain kalor dipindahkan dari lingkungan ke sistem, sehingga temperatur pada kurva akan menurun, sehingga ∆H bernilai (+). Reaksi eksotermik menunjukkan bahwa kalor dilepaskan dalam reaksi, yang ditunjukkan dengan produk / produk yang direpresentasikan dengan kalor / entalpi yang lebih rendah dari reagen. Reaksi endotermik dapat dilihat dari hasil reaksi yang memiliki kalor lebih tinggi dari reagen.
2. Jenis-jenis perubahan entalpi standar (∆Ho) Jenis perubahan entalpi yang dialami suatu bahan kimia bergantung pada jenis reaksi / perubahan yang terjadi pada bahan kimia tersebut. Oleh karena itu, perubahan entalpi standar adalah perubahan termal yang terjadi dalam reaksi yang terjadi dalam kondisi standar (yaitu suhu 298 ° K (25 ° C) dan tekanan 1 atmosfer). Perubahan entalpi pembentukan standar (∆Hfo) Ini adalah perubahan entalpi ketika 1 mol zat terbentuk dari elemen penyusunnya dalam keadaan standar 298 K dan 1 atm. Entalpi penguraian standar (∆Hdo) Ini adalah perubahan entalpi suatu zat dalam keadaan standar 298 K dan 1 atm 1 mol reaksi dekomposisi menjadi unsur-unsurnya. Entalpi pembakaran standar (∆Hco) ni adalah perubahan entalpi zat yang dihasilkan ketika 1 mol zat dibakar dengan gas 2 membentuk keadaan standar 2 K dan 1 atm. 3. Penentuan harga perubahan entalpi Energi tidak dapat ditentukan secara langsung, tetapi hanya perubahan suhu yang disebabkan oleh transfer energi yang dapat diukur. Oleh karena itu untuk mengaplikasikan fisika klasik dalam kehidupan kimia sehari-hari kita dapat menemukan beberapa hal yang alami dan tidak wajar, karena alam itu sendiri adalah tekanan air, semakin dalam kita menyelam semakin besar tekanan yang kita rasakan, begitu juga bisa Ini disebut tekanan hidrostatis, atau sederhananya, jika kita mengisi cangkir dengan air lalu mencampurkan air dengan zat terlarut, maka berat, ketebalan, dan volume air akan meningkat dari sebelumnya, kita bisa mengasosiasikannya dengan kimia fisika. Dalam kasus kimia, terjadi proses pelarutan zat terlarut, sedangkan zat lain, zat fisik menjadi lebih berat dan berat, atau bila kondisi berubah, air baku atau air awal menjadi lebih berat saat zat terlarut ditambahkan.
BAB XII KONSEP TERMODINAMIKA DALAM ENTROPI UNTUK KIMIA 11.1 Definisi Termodinamika Dari Entropi Dimulai dengan penentuan perubahan entropi dalam lingkungan, (lingkungan sistem sebenarnya, di dalam sistem global terisolasi). Entropi yang dihasilkan berubah, jika sejumlah energi tertentu dipindahkan sebagai kalor ke lingkungan. Cara menghitung ketergantungan terhadap temperatur adalah: = = temperatur pada saat berlangsungnya pemindahan kalor. Untuk perubahan kecil pada temperatur tetap. = Perubahan besar dalam entropi terjadi jika gerakan termal banyak dihasilkan pada temperatur rendah. 11.2 Entropi Pada Proses Adiabatik Karena = , maka , berlaku untuk reversible maupun tak reversible. Jika reaksi kimia berlangsung dalam sistem dengan perubahan entalpi, kalor yang memasuki lingkungan pada p tetap adalah = − , sehingga, =− Hubungan ini penting dalam penentuan perubahan kimia spontan. 11.3 Perubahan Entropi Sistem Dari dapat menghitung perubahan entropi sistem, dS. Dengan mengatur temperatur lingkungan agar sama dengan temperatur sistem, sehingga keduanya dalam kesetimbangan
termal = Perubahan entropi = fungsi keadaan, energi yang diserap sebagai kalor secara umum dq dan d v untuk jalan reversible, dapat berbeda. Andaikan sistem dikembalikan ke keadaan awalnya secara reversibel entropinya berubah sebesar – dS. Energi yang harus diberikan sebagai panas juga negatif dari perubahan dalam langkah maju, dan karenanya = - d v. Energi ini berasal dari lingkungan sehingga lingkungan mengalami entropi total sistem global, terisolasi selama pemulihan bernilai nol. Karena perubahan ini berlangsung reversible oleh karena itu: − + =0 Atau, + 11.4 Entropi Perubahan Tak Reversibel Bayangkan sebuah sistem dalam kontak termal dan kontak mekanis dengan lingkungannya. Agar sistem dan lingkungannya dalam kesetimbangan termal (pada temperature yang sama). Walaupun demikian sistem dan lingkungannya itu perlu dalam keadaan mekanis (gas dapat mempunyai tekanan lebih besar daripada lingkungannya). Semua perubahan keadaan disertai dengan perubahan entropi sistem . Perubahan entropi keseluruhan bernilai lebih dari nol, karena prosesnya mungkin tak reversibel. +− dengan adalah kalor yang diberikan pada sistem, maka untuk setiap perubahan, ketaksamaan ini disebut Ketaksamaan Clausius. Hasil diatas untuk memperlihatkan bahwa pertambahan entropi memang terjadi pada 2 hal: a) Pemuaian bebas gas b) Pendinginan benda panas
Hukum Ketiga Termodinamika “Jika entropi semua unsur dalam keadaan stabilnya pada T = 0 diambil = 0, semua zat mempunyai entropi positif yang ada T = 0 dapat menjadi 0, dan untuk semua zat kristal sempurna termasuk senyawa – senyawa, entropinya menjadi = 0” 10.4 Entropi Sebagai Fungsi Variabel Sistem Persamaan diatas menyatakan perubahan entropi jika suhu dan volume berubah, masing – masing sebesar dT dan dV. Evaluasi terhadap kedua kuosien pada persamaan diatas sangat diperlukan untuk mengitung nilai perubahan entropi secara keseluruhan, sebagai akibat dari perubahan kedua variabel tersebut. Untuk mengevaluasi kedua kuosien tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan rumus Hukum Termodinamika, yakni: dU = v + v Untuk memperoleh perubahan entropi, persamaan dU = v + v dibagi dengan suhu sehingga dihasilkan =+ dU sebagai fungsi T dan V dinyatakan dengan = +( ) Diferensial total untuk entropi sebagai fungsi suhu dan volume adalah:
=+ Entropi sebagai fungsi suhu dan tekanan Dengan cara yang sama, apabila entropi dinyatakan sebagai fungsi suhu dan tekanan, secara matematika dirumuskan sebagai berikut S = S (T, P) Diferensial totalnya dinyatakan dalam bentuk = ( )P dT + ( )T dP Persamaan diatas menyatakan perubahan entropi jika suhu dan tekanan berubah, masing – masing sebesar dT dan dP. Evaluasi terhadap kedua kuosien pada persamaan tersebut sangat diperlukan untuk menghitung nilai perubahan entropi secara kesuluruhan, sebagai akibat dari perubahan kedua variabel tersebut. Diferensial total untuk entropi sebagai fungsi suhu dan tekanan dinyatakan sebagai: =− Pengukuran Entropi Entropi sistem pada temperature T dapat dihubungkan dengan entropi pada T = 0 dengan mengukur kapasitas kalor pada temperatur berbeda – beda = +∫ v 10.5Entropi Pada Berbagai Proses Reversibel Proses – proses yang berlangsung pada suhu dan tekanan tetap seperti perubahan wujud (penyubliman, penguapan, dan pelelehan) atau perubahan bentuk kristal (transformasi) pada umumnya berlangsung secara reversibel. 10.6Entropi pada Reaksi Kimia Berbeda dengan besaran – besaran termodinamika yang telah dibahas, seperti energi dalam dab entalpi, entropi mutlak suatu zat dapat ditentukan. Data entropi untuk suatu zat atau unsur yang terdapat dalam tabel biasanya diukur pada 298, 15 K. berdasarkan dauara dari tabel
tersebut, perubahan entropi suatu reaksi kimia dapat ditentukan. Misalnya untuk reaksi, yang digambarkan secara umum : + + Perubahan entropinya diberikan oleh persamaan =− =+ −+ Ketergantungan entropi reaksi terhadap suhu dapat diperoleh dengen mendiferensialkan persamaan diatas terhadap suhu. Jika diferensiasi dilakukan pada tekanan tetap, diperoleh hasil ( S ) = ( S u ) −( S a s) = Integrasi persamaan pada suhu = +∫
DAFTAR PUSTAKA https://blog.ruangguru.com/ipa-kelas-9-bisakah-kita-memiliki-energi-listrik-seperti-electro https://id.wikipedia.org/wiki/Inframerah https://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_gama https://ruangguru.co/pengertian-gelombang-cahaya/ https://id.wikipedia.org/wiki/Sel_elektrokimia#:~:text=Sel%20elektrokimia%20adalah%20suatu %20alat,listrik%20untuk%20menjalankan%20reaksi%20kimia. https://id.m.wikipedia.org/wiki/Biologi_kuantum https://diary.febdian.net/2016/07/21/fisika-kuantum-pada-fotosintesis/ https://id.wikipedia.org/wiki/Kimia_kuantum#:~:text=Kimia%20kuantum%20adalah%20sebuah %20cabang,salah%20satu%20terapan%20kimia%20kuantum. https://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantum#:~:text=Aplikasi%20penting%20dari%20teori %20kuantum,resonance%20imaging%20dan%20mikroskop%20elektron. https://www.academia.edu/8440856/Aplikasi_Ultrasonik https://www.kompas.com/skola/read/2020/04/15/190000869/produk-teknologi-yang- menggunakan-magnet?page=all https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6910796/ https://www.pinterpandai.com/infrared-sinar-inframerah-penjelasan-bahaya-manfaat-kegunaan- contoh-soal-jawaban/ Atkins, P.W., 1994. Kimia Fisika Jilid 1, (Terjemahan Irma R. Kartohadiprodjo). Erlangga: Jakarta Castellan, G., 1990. Physical Chemistry. McGraw Hill Company: New York Jelita Asiah. 2014. Ilmu Gizi. Jurnal of Ilmu Gizi UNS. 3-5 Jamzuri (2015) Desain Signal Generator Untuk Uji Kelistrikan Tubuh. Seminar Nasional XII Pendidikan Biologi FKIP UNS. Mcver Adhie. 2015. Biomekanika 2. Makalah pada school work Adhie Mulyaningrum Rina Azri. 2009. Analisa Angkat Beban dari Aspek Biomekanika dan Fisiologi. pada fsp Universitas Muhamadiyah Surakarta.
Wicaksono Prayogi.2014. Biomekanika Analisis Gerak. Diakses dari halaman http://olagragasport.blogspot.co.id/2014/06/makalah-biomekanika-analisisi.html pada tanggal 09 Oktober pukul 06 Frank,Kreith.1991.PRINSIP-PRINSIP PERPINDAHAN PANAS EDISIKETIGA.Jakarta:Erlangga. Salisbury,Frank B. dan Ross Cleon W.1995.FISIOLOGI TUMBUHAN JILID 1.Bandung:ITB. Damayanti,cahaya,dkk.2016.biologi.Klaten:viva pakarindo Tim master eduka.2016.fokus pemantapan materi fisika.Surakarta:gentasmart
Search
