Termodinamika secara sederhana dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan yang membahas dinamika panas suatu system. Termidinamika merupakan sains eksperimental yang berdasar pada sejumlah partikel kecil prinsip yang digeneralisasi dari pengalaman atau pengamatan. Dari prinsip-prinsip ini diturunkan hubungan umum antara aneka kuantitas makroskopik yang dipengaruhi oleh perubahan panas seperti kapasitas panas jenis, kompresibilitas, koefisien magnetic dan dielektrik suatu bahan. Termodinamika hanya memperhatikan sifat makro suatu bahan tanpa hipotesis sifat mikro dari penyusun bahan tersebut.
Suatu sistem thermodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih, untuk dijadikan obyek analisis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary), seperti terlihat pada Gambar 1.1. Dalam aplikasinya batas sistem nerupakan bagian dari sistem maupun lingkungannya, dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak.
Gambar 1.1. Skema sistem thermodinamika
Suatu sistemdapat mengalami pertukaran energy dengan system yang lain atau bagian diluar dinding yang disebut lingkungan dari system bersangkutan. Dalam termodinamika ada beberapa macam pertukaran energy, diantaranya adalah:
a. Terbuka
Dalam sistem tertutup masa dari sistem yang dianalisis tetap dan tidak ada masa keluar dari sistem atau masuk kedalam sistem, tetapi volumenya bisa berubah. Yang dapat-keluar masuk sistem tertutupadalah energi dalam bentuk panas atau kerja. Contoh sistem tertutupadalah suatu balon udara yang dipanaskan, dimana masa udaradidalam balon tetap, tetapi volumenya berubah, dan energi panasmasuk kedalam masa udara didalam balon.
b. Tertutup
Dalam sistem terbuka, energi dan massa dapat keluar sistem atau masuk kedalam sistem melewati batas sistem. Sebagian besar mesinmesin konversi energi adalah sistem terbuka. Sistem mesin motor bakar adalah ruang didalam silinder mesin, dimana campuran bahan bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder, dan gas buang keluar sistem melalui knalpot. Turbin gas, turbin uap, pesawat jet dan lain-lain adalah merupakan sistem thermodinamika terbuka, karena secara simultan ada energi dan masa keluar-masuk sistem tersebut.
c. Terisolasi
Dalam system terisolasi, energy dan massa tdak dapat pindah dari system kelingkungan.
Hukum-Hukum Termodinamika
Hukum Termodinamika ke-0
Dua system yang berada dalam dalam kesetimbangan termal dengan system ketiga , berarti ketiga system tersebut berada dalam kesetimbangan satu dengan yang lainnya ( T1 = T2 = T3)
Hukum Termodinamika ke-1
Perubahan energy dalam system dalam suatu proses sama dengan aliran panas total kedalam system dikurangi kerja yang dilakukan oleh system. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
dU = Q – W
secara sederhana hokumI termodinamika menyatakan kekekalan energy “ energy tidak dapat diciptakan dan dimusnakan tetapi energy dapat berubah dari bentuk satu ke bentuk yang lain”
kerja sebagaimana didalam mekanika didefinisikan sebagai berikut:
W=∫Fdx = ∫P Adx = ∫P dv
Hukum Termodinamika ke-2
Tidak ada proses yang dapat berlangsung terus-menerus dengan menyerap kalor dan mengkonversikan seluruh kalor yang diserap tersebut menjadi kerja tanpa hasil samping (kalor dilepas)
