Termodinamika: Bentuk-Bentuk Energi

Energi sanggup terwujud dalam banyak sekali bentuk, yaitu energi kimia, energi panas, energi mekanis, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnetik, energi gaya magnet, dan lain - lain. Suatu media pembawa energi sanggup mengandung banyak sekali bentuk energi tersebut sekaligus, dan jumlah energinya disebut energi total (E). Dalam analisis termodinamika sering dipakai energi total setiap satuan masa media  (m),  yang disebut sebagai energi persatuan masa (e) yaitu,


Berbagai bentuk energi diatas sanggup pula dikelompokkan menjadi dua bentuk, yaitu energi makroskopik dan energi mikroskopik. Energi makroskopik yaitu keberadaan energi ditandai dari posisinya terhadap lingkungannya atau terhadap suatu tumpuan yang ditentukan. Contoh bentuk energi makroskopik yaitu energi kinetik (KE) dan energi potensial (PE). Keberadaan energi mikroskopik ditentukan oleh struktur internal dari zat pembawa energi sendiri dan tidak tergantung kepada lingkungannnya, yaitu struktur dan gerakan molekul zat tersebut. Energi mikroskopik ini disebut sebagai energi internal (U).

Energi makroskopik bekerjasama dengan gerakan masa pembawa energi, dan efek luar menyerupai gaya gravitasi, efek energi listrik, sifat magnit, dan tegangan pemukaan fluida. Energi kinetis KE yaitu energi yang disebabkan oleh gerakan relatif terhadap suatu referensi, dan besarnya adalah:

atau dalam bentuk energi persatuan massa:

dengan, 
m = satuan masa media pembawa energi
V = satuan kecepatan gerakan masa

Energi potensial yaitu energi yang disebabkan oleh posisi elevasinya dalam medan gravitasi, dan besarnya adalah:
 PE = m g z
Atau dalam bentuk energi per- satuan masa,
pe = g z
dengan,
g = gaya gravitasi
z = posisi elevasi terhadap suatu referensi 

Energi internal mencakup semua jenis energi mikroskopik, yaitu tanggapan dari struktur dan kegiatan molekul dalam masa yang ditinjau. Struktur molekul yaitu jarak antar molekul dan besar gaya tarik antar molekul, sedang kegiatan molekul yaitu kecepatan gerak molekul. Energi laten yaitu energi yang merubah jarak dan gaya tarik antar molekul, sehingga masa berubah fase antara fase padat atau cair menjadi gas. Energi sensibel merubah kecepatan gerak molekul, yang ditandai oleh perubahan temperatur dari masa yang ditinjau.

Energi  kimia yaitu energi  internal sebagai tanggapan dari komposisi kimia sua tu zat, yang merupakan energi yang mengikat atom dalam molekulzat tersebut. Perubahan struktur atom mengakibatkan perubahan energi pengikat atom dalam molekul, sehingga reaksinya sanggup melepaskan energi (eksothermis)  misalnya  dalam reaksi pembakaran, atau memerlukan energi (indothermis). Bentuk energi internal lainnya yaitu energi nuklir, yang merupakan energi ikatan antara atom dengan intinya.

Dalam bahasan termodinamika imbas dari jenis energi makroskopik lain yaitu energi magetik, dan tegangan permukaan fluida sanggup daibaikan, sehingga energi total E dari masa pembawa energi tersebut adalah:

atau dalam persatuan massa,

Dalam aplikasi bidang teknik masa atau sistem termodinamika yang ditinjau biasanya tidak bergerak selama proses berlangsung, sehingga perubahan energi potensial dan energi kinetisnya sama dengan nol.

Share this post