Masuk Balai Termodinamika Serpong, Mobil Esemka Jalani Uji Emisi

Mobil Esemka karya siswa SMK Solo yang dijadikan mobil dinas Walikota dan Wakil Walikota Solo

A+ | Reset | A-

Advertisement

REPUBLIKA.CO.ID, SERPONG – Mobil karya anak bangsa, Esemka Rajawali melakukan uji emisi (gas buang)-Senin (27/2) di BTMP (Balai Termodinamika Motor dan Propulsi), Kecamatan Serpong, Kota Tangerang Selatan (Tangsel). Hasil uji emisi ini menjadi penentu apakah mobil karya anak-anak SMK ini akan  diproduksi secara masal.

Mobil Esemka Rajawali beserta rombongan tim teknisi  tiba di BTMP dari Surakarta pukul 05.30. Namun, uji emisi tidak langsung dilakukan selepas mobil Esemka Rajawali dan rombongan tiba di BTMP.

“Prosedurnya tidak langsung uji emisi. Mobil yang  akan diuji emisi harus dikondisikan terlebih dahulu enam jam sebelumnya,” ujar Direktur Pengkajian Teknologi Industri dan Sistem Transportasi  (PTIST) BPPT (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi), Prawoto, pada Republika.

Sementara itu, salah satu tim teknisi Esemka, Dwi Budhi Martono, guru di SMK 2 Surakarta yang turut serta dalam rombongan berharap agar mobil buatan anak didiknya dapat lulus uji emisi agar bisa diproduksi secara
masal.  “Uji emisi ini merupakan bukti bahwa anak bangsa kita mampu membuat mobil seperti negara lainnya. Sampai kapanpun, mimpi kami tetap sama ingin mobil karya anak didik kami diproduksi secara masal,” ujar Dwi.

Dwi mengatakan jika mobil Esemka lulus pada tahapan uji emisi kali ini, hal tersebut akan membangun iklim yang baik bagi industri otomotif Indonesia.  “Jika mobil Esemka diproduksi secara masal maka bisa membangun iklim yang baik bagi industri otomotif Indonesia. Karena dalam produksinya, yang buat kan bukan anak-anak SMK saja. Pasti melibatkan para pengusaha industri otomotif lokal yang bisa menjadi suplier komponen-komponen dasar mobil Esemka,” ujar Dwi.

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari

            Hukum termodinamika telah berhasil diterapkan dalam penelitian tentang proses kimia dan fisika. Hukum pertama termodinamika didasarkan pada hukum kekekalan energi. Hukum kedua termodinamika berkenaan dengan proses alami atau proses spontan dimana fungsi yang memprediksi kespontanan reaksi ialah entropi, yang merupakan ukuran ketidakteraturan suatu sistem. Hukum kedua ini menyatakan bahwa untuk proses spontan, perubahan entropi semesta haruslah positif. Sedangkan hukum ketiga termodinamika memungkinkan untuk menentukan nilai entropi mutlak (Chang, 2002: 165).

            Berikut beberapa contoh aplikasi termodinamika yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari :

1. Air Conditioner (AC)

            Sistem kerja AC terdiri dari bagian yang berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan tekanan supaya penguapan dan penyerapan panas dapat berlangsung.

            Kompresor yang ada pada sistem pendingin dipergunakan sebagai alat untuk memampatkan fluida kerja (refrigent), jadi refrigent yang masuk ke dalam kompresor dialirkan ke kondenser yang kemudian dimampatkan di kondenser.

Di bagian kondenser ini refrigent yang dimampatkan akan berubah fase dari refrigent fase uap menjadi refrigent fase cair, maka refrigent mengeluarkan kalor yaitu kalor penguapan yang terkandung di dalam refrigent. Adapun besarnya kalor yang dilepaskan oleh kondenser adalah jumlahan dari energi kompresor yang diperlukan dan energi kalor yang diambil evaparator dari substansi yang akan didinginkan.

Pada kondensor, tekanan refrigent yang berada dalam pipa-pipa kondensor relatif jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan refrigent yang berada pada pipi-pipa evaporator.

            Setelah refrigent lewat kondensor dan melepaskan kalor penguapan dari fase uap ke fase cair maka refrigent dilewatkan melalui katup ekspansi, pada katup ekspansi ini refrigent tekanannya diturunkan sehingga refrigent berubah kondisi dari fase cair ke fase uap yang kemudian dialirkan ke evaporator, di dalam evaporator ini refrigent akan berubah keadaannya dari fase cair ke fase uap, perubahan fase ini disebabkan karena tekanan refrigent dibuat sedemikian rupa sehingga refrigent setelah melewati katup ekspansi dan melalui evaporator tekanannya menjadi sangat turun.

            Hal ini secara praktis dapat dilakukan dengan jalan diameter pipa yang ada dievaporator relatif lebih besar jika dibandingkan dengan diameter pipa yang ada pada kondenser.

            Dengan adanya perubahan kondisi refrigent dari fase cair ke fase uap maka untuk merubahnya dari fase cair ke refrigent fase uap maka proses ini membutuhkan energi yaitu energi penguapan, dalam hal ini energi yang dipergunakan adalah energi yang berada didalam substansi yang akan didinginkan.

            Dengan diambilnya energi yang diambil dalam substansi yang akan didinginkan maka entalpi, substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun, dengan turunnya entalpi maka temperatur dari substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun. Proses ini akan berubah terus-menerus sampai terjadi pendinginan yang sesuai dengan keinginan.

Berikut rangkaian gambar skema kerja dari AC :

2. Dispenser

Prinsip kerja pemanas air

Proses pemanasan air terjadi pada saat air masuk kedalam tabung pemanas. Tabung pemanas merupakan tabung yang terbuat dari logam yang disekitar tabung tersebut dikelilingi oleh elemen pemanas, sehingga ketika air mengalir dari tampungan menuju tabung pemanas sensor suhu yang ada pada tabung pemanas akan memicu elemen pemanas untuk bekerja, suhu tinggi yang dihasilkan elemen pemanas diserap oleh air yang suhunya lebih rendah, setelah suhu air dalam tabung pemanas tinggi maksimal sensor suhu yang ada pada tabung pemanas akan memutuskan arus listrik pada elemen pemanas, pada saat elemen pemanas menyala lampu indikator pemanas menyala dan pada saat elemen pemanas mati lampu indikator pemanas mati.

Pada tabung dispenser dipasang Heater/pemanas serta sensor suhu atau thermostat yang berfungsi untuk membatasi kerja heater agar tidak bekerja terus-menerus yang akan menimbulkan suhu air dalam tabung dispenser berlebihan, karena apabila heater berkerja berlebih, heater akan panas dan bahkan heater tersebut akan terjadi kerusakan didalamnya. Untuk mengurangi terjadinya resiko tersebut, di heater dipasang thermostat yang berguna untuk mengatur suhu.

Ketika suhu air yang dipanaskan oleh heater mencapai suhu tertentu sehingga melebihi suhu kerja sensor/thermostat maka sensor akan bekerja dan memutuskan arus yang mengalir ke heater, dengan demikian heater akan berhenti bekerja sehingga suhu air tetap terjaga sesuai dengan kebutuhan, bisa dilihat di lampu indikator dari warna merah akan berganti warna hijau. Heater akan bekerja kembali manakala suhu air pada tabung menurun sampai suhunya berada dibawah suhu kerja sensor, sensor dipasang seri dengan heater, dengan demikian fungsi dari sensor ini mirip seperti saklar, hanya saja bekerjanya secara otomatis berdasarkan perubahan suhu.

Prinsip kerja pendingin air

            Proses pendinginan air pada dispenser pada umumnya dibedakan menjadi 2 yaitu:

1.     Pendinginan Air dengan Fan

Proses pendinginan air menggunakan fan dilakukan dengan cara menghisap suhu tinggi pada air ketika air berada pada tampungan air kedua yang letaknya berada dibawah tampungan air pertama, namun pada kenyataannya fan hanya alat bantu untuk mempercepat pembuangan panas pada air, sehingga temperatur air hanya akan turun sedikit saja. Setelah melewati tampungan air kedua air akan dikeluarkan melalui keran dan siap untuk diminum.

2.     Pendinginan Air dengan Sistem Refrigran

Pendinginan air pada dispenser menggunakan sistem refrigran sama seperti sistem refrigran pada kulkas hanya saja evaporatornya dimasukkan kedalam tampungan air kedua yang berada dibawah tampungan air pertama, sehingga air disekitar evapurator akan menjadi air dingin. Hasil pendinginan air pada dispenser menggunakan sistem refrigran lebih maksimal dibandingkan pendinginan air menggunakan fan. Setelah air melalui proses pendinginan pada tampungan air kedua, air akan mengalir dan keluar memalui keran.

 Nama komponen pada dispenser:

1.      Saklar On/Off

2.      Thermostat 1

3.      Thermostat 2

4.      Saluran daya utama

5.      Elemen pemanas

6.      Saluran air panas 

7.      Saluran air normal

8.      Pipa pembuangan

3. Rice Cooker

            Pada rice cooker, energi panas ini dihasilkan dari energi listrik. Suatu cairan akan menguap bila tekanan uap gas yang berasal dari cairan adalah sama dengan tekanan dari cairan ke sekitarnya (Puap = Pcair). Jadi, titik didih suatu cairan sebenarnya bisa dimanipulasi dengan meningkatkan tekanan di luar cairan (tekanan eksternal). Pada penanak nasi biasa, air akan dididihkan dengan tekanan eksternal biasa, yaitu 101 kPa, dan mendidih pada titik didih biasa, yaitu 100°C (373 K).

            Sementara, pada penanak nasi yang memanipulasi tekanan (pressure cooker, atau electric pressure cooker) jika tutup lubang uapnya dibuka, maka pressure cooker akan bekerja seperti penanak nasi biasa, karena tekanan eksternalnya sama dengan tekanan udara luar.

            Namun, jika tutup lubang uapnya (biasanya berupa katup) ditutup, akan ada perubahan pada tekanan udara di ruang dalam pressure cooker dan titik didih cairan akan berubah. Ketika katupnya ditutup, kondisi sistem berubah karena uap airnya hanya dapat berada di dalam ruang pressure cooker.

Karena ada tambahan massa (tutup katup), tekanan makin tinggi dan titik kesetimbangan antar fase (dalam hal ini, antara fase cair dan fase uap) berubah ke temperatur yang lebih tinggi, dan terbentuklah titik didih baru.

            Massa tutup katup menentukan tekanan di dalam ruang pressure cooker, karena lubang katup akan membiarkan uap air keluar ketika tekanannya telah mencapai titik tertentu. Kelebihan tekanan akan dikurangi dengan melepaskan sedikit uap melalui katup

Sifat - Sifat Sistem Termodinamika

Setiap karakteristik dari sebuah sistem disebut sifat (property). Beberapa sifat yang sering diketahui adalah tekanan (pressure), suhu (temperature), volum (volume), dan massa (mass). Beberapa sifat tersebut dapat diturunkan menjadi beberapa sifat lain, yaitu viskositas, konduktivitas termal, modulus elastisitas, koefisien ekspansi termal, resistansi elektrik, kecepatan, dan elevasi.

Sifat-sifat dari sistem dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu intensif (intensive) dan ekstensif (extensive). Sifat intensif adalah sifat dari sistem yang bergantung pada massa, seperti : suhu, tekanan dan rapat massa (density). Sifat ekstensif adalah sifat sistem yang tidak –hanya- bergantung pada massa, tapi bergantung pada ukuran sistem. Total massa, total momentum, total volume adalah beberapa contoh dari sifat ekstensif. Cara mudah untuk menentukan sebuah sifat sistem termasuk intensif atau ekstensif adalah dengan membagi sistem kedalam beberapa bagian, apabila sifat itu berubah nilainya, maka sifat itu termasuk ke dalam sifat intensif. Sedangkan apabila nilai dari sifat itu berubah, maka sifat itu termasuk ke dalam sifat ekstensif.

Sifat ekstensif dari sistem, apabila dibagi dengan massa dari sistem itu, maka hasil pembagian itu disebuat sifat spesifik. Contoh dari sifat spesifik adalah volume spesifik (specific volume) dan total energi spesifik (specific total energy). 

Sekilas Tentang Termodinamika dan Energi

Termodinamika dapat didefinisikan sebagai ilmu dari energi. Sedangkan energi dapat dikatakan sebagai segala sesuatu yang menyebabkan perubahan. Nama termodinamika sendiri diambil dari Bahasa yunani, dari kata therme (panas) dan dynamis (daya), sehingga dapat diartikan sebagai sesuatu yang dapat mengkonversi panas menjadi daya.

Salah satu hukum dasar alam adalah prinsip konservasi energi. Hukum ini menyebutkan bahwa energi dapat berubah-ubah bentuknya, tetapi jumlah dari energi adalah tetap, sehingga energi tidak dapat dihancurkan atau diciptakan. Sebagai contoh, sebuah batu yang berada di atas jurang (tidak bergerak) akan memiliki energi potensial yang besar dan tidak memiliki energi kinetik. Akan tetapi, apabila batu itu dijatukan, energi potensialnya akan berkurang, sedangkan energi kinetiknya bertambah.

Hukum pertama termodinamika secara sederhana dapat disebutkan sebagai prinsip konservasi energi, sehingga energi merupakan sifat dari termodinamika. Hukum kedua termodinamika menegaskan bahwa energi memiliki kualitas – bukan hanya kuantitas (jumlah) - dan proses yang terjadi pada penurunan kualitas energi.

Hukum pertama dan kedua termodinamika muncul pertama kali pada tahun 1950-an, berdasarkan hasil penelitian dari William Rankine, Rudolph Clausius, dan Lord kevin. Kata termodinamika sendiri pertama kali digunakan pada publikasi dari Lord Kevin pada tahun 1849. Buku termodinamika pertama ditulis oleh William Rankine pada tahun 1959.

Pada ilmu termodinamika, terdapat istilah “termodinamika klasik” dan “termodinamika statistik”. Termodinamika klasik mengarah pada analisa termodinamika menggunakan pendekatan makroskopik, sedangkan termodinamika statistik mengarah pada analisa termodinamika menggunakan pendekatan mikroskopik.

Penguapan (evaporasi)

Penguapan atau evaporasi terjadi ketika cairan merubah bentuknya menjadi bentuk gas atau uap. Kebanyakan yang terjadi di Bumi adalah perubahan dari keadaan cair dari air ke uap air. Meskipun terlihat sangat sederhana, air tidak hanya senyawa yang paling berlimpah di Bumi, hal ini juga sangat kompleks. Jumlah air di bumi tidak pernah berubah; itu hanya berubah bentuk saat melewati apa yang dikenal sebagai siklus air. Setiap tahap memerlukan proses yang berbeda yang diperlukan untuk mengubah air menjadi bentuk baru.

Selama proses penguapan, air berubah menjadi uap.

Air memiliki tiga keadaan yang berbeda: cair, uap, dan es. Penguapan air adalah proses yang berubah dari cair ke uap. Untuk melakukan hal ini, air memerlukan salah satu dari beberapa kondisi berada di tempat. Untuk badan air seperti danau, sungai, atau laut untuk memungkinkan beberapa molekul air untuk beralih dari cairan dan akan dilepas sebagai uap air ke udara, panas dari matahari harus hadir untuk memulai proses. Perubahan energi atau tekanan selalu diperlukan dari beberapa sumber untuk proses ini terjadi.

Molekul air yang terkandung dalam badan air lainnya, seperti laut, tidak memiliki tingkat energi yang sama. Molekul individual dengan energi yang lebih tinggi akan melepaskan diri dari molekul lain ketika matahari memberikan panas, atau energi, ke seluruh badan air. Ini adalah bagaimana penguapan terjadi di lautan. Semakin banyak energi yang disediakan, semakin kuat beberapa molekul menjadi dan semakin mudah bagi mereka untuk memutuskan ikatan mereka ke molekul air dengan sedikit energi kinetik. Inilah sebabnya mengapa air mendidih juga menghasilkan perubahan dari cair ke uap. Panas disuplai dari kompor menyediakan energi yang memungkinkan beberapa molekul air untuk melarikan diri ke udara.

Contoh lain adalah keringat manusia. Ketika tubuh manusia memanas dengan tenaga, keringat manusia, kemudian keringat yang meliputi kulit menguap untuk mendinginkan tubuh ke bawah. Hal ini terjadi karena molekul energi tinggi melarikan diri ke udara sebagai uap air, dan beberapa panas yang digunakan dalam proses lolos juga. Akibatnya, kulit dan tubuh akan didinginkan.

Ilmuwan Pendiri Termodinamika

Rudolf Julius Emanuel Clausius (2 Januari 1822 – 24 Agustus 1888), adalah seorang fisikawan dan matematikawan Jerman. Ia merupakan salah seorang pendiri termodinamika. Sebagai ahli ilmu fisika teoritis, ia juga yang meneliti fisika molekul dan electrik. Salah satunya adalah teori tentang tekanan dan temperatur yang merupakan dua unsur keseimbangan. Rudolf Clausius dianggap salah satu pendiri utama dari ilmu termodinamika. Dengan penyajian kembalinya Sadi Carnot Prinsip's dikenal sebagai siklus Carnot, ia meletakkan teori panas pada lebih benar dan secara sehat. Makalahnya yang paling penting, Pada teori mekanik panas, yang diterbitkan pada tahun 1850, pertama menyatakan ide-ide dasar dari hukum kedua termodinamika. Pada tahun 1865 ia memperkenalkan konsep entropi .

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal. Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang.

Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik. Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecual perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.

Clausius lahir di Köslin (sekarang Koszalin di Polandia) di Provinsi Pomerania di Prusia. Ia memulai pendidikan di sekolah ayahnya. Setelah beberapa tahun, ia pergi ke Gymnasium di Stettin (sekarang Szczecin ). Clausius lulus dari Universitas Berlin pada tahun 1844 di mana ia belajar matematika dan fisika dengan, antara lain, Gustav Magnus, Johann Dirichlet dan Steiner Jakob. Dia juga belajar sejarah dengan Leopold von Ranke. Selama 1847, ia mendapat gelar doktor dari University of Halle pada efek optik di atmosfer bumi. Dia kemudian menjadi profesor fisika di Royal artileri dan Sekolah Teknik di Berlin dan Privatdozent di Universitas Berlin. Pada 1855 ia menjadi profesor di ETH Zürich, Swiss Federal Institute of Technology di Zürich, di mana dia tinggal sampai 1867. Selama tahun itu, ia pindah ke Würzburg dan dua tahun kemudian, pada tahun 1869 ke Bonn.

Clausius PhD tesis mengenai pembiasan cahaya mengusulkan agar kita melihat langit biru di siang hari, dan berbagai nuansa merah saat matahari terbit dan terbenam (antara fenomena lain) karena refleksi dan pembiasan cahaya. Kemudian, Lord Rayleigh akan menunjukkan bahwa itu sebenarnya disebabkan oleh hamburan cahaya, tapi terlepas, Clausius menggunakan pendekatan matematika jauh lebih daripada beberapa telah digunakan. Makalahnya yang paling terkenal, "Über die
bewegende Kraft der Wärme" ("Di Angkatan Pindah dari Panas dan Hukum Panas yang dapat Deduced darinya") diterbitkan pada tahun 1850, dan ditangani dengan teori mekanik panas. Dalam tulisan ini, ia menunjukkan bahwa ada kontradiksi antara Carnot prinsip 's dan konsep konservasi energi.

Clausius menyajikan kembali dua hukum termodinamika untuk mengatasi kontradiksi ini ( hukum ketiga dikembangkan oleh Walther Nernst, selama tahun 1906-1912). Makalah ini membuatnya terkenal di kalangan ilmuwan. Pernyataan Clausius 'paling terkenal dari hukum kedua termodinamika diterbitkan dalam bahasa Jerman pada 1854, dan dalam bahasa Inggris tahun 1856. Selama 1857, Clausius berkontribusi pada bidang teori kinetik setelah pemurnian Agustus Krönig 's sangat sederhana gas-kinetik model untuk menyertakan translasi, gerakan molekul rotasi dan vibrasi. Dalam karya yang sama ia memperkenalkan konsep dari ' mean jalan bebas 'dari sebuah partikel. Clausius menyimpulkan hubungan Clausius-Clapeyron dari termodinamika. Ini hubungan, yang merupakan cara karakteristik fase transisi antara dua negara materi seperti padat dan cair, awalnya dikembangkan pada tahun 1834 oleh Émile Clapeyron.

Pada tahun 1870 Clausius menyelenggarakan korps ambulans dalam Perang Franco-Prusia. Dia terluka dalam pertempuran, meninggalkan dia dengan cacat abadi. Dia dianugerahi Iron Cross atas jasanya. Istrinya, Adelheid Rimpham, meninggal saat melahirkan pada tahun 1875, meninggalkan dia untuk membesarkan enam anak mereka. Dia terus mengajar, tetapi memiliki sedikit waktu untuk penelitian selanjutnya. Pada tahun 1886 ia menikah lagi Sophie Sack, dan kemudian memiliki anak lagi. Dua tahun kemudian, pada tanggal 24 Agustus 1888, ia meninggal di Bonn, Jerman. Rudolf meninggal 24 Agustus 1888

Peristiwa-peristiwa Penting Perkembangan Termodinamika

Pada dasarnya, termodinamika adalah ilmu yang mempelajari tentang panas sebagai energi yang mengalir. Oleh karena itu, sejarah berkembangnya ilmu termodinamika berawal sejak manusia mulai “memikirkan” tentang panas. Orang yang pertama kali melakukannya adalah Aristoteles (350 SM). Dia mengatakan bahwa panas adalah bagian dari materi atau materi tersusun dari panas.
Penalaran yang dilakukan oleh Aristoteles diteruskan oleh Galileo Galilei (1593) yang menganggap bahwa panas adalah sesuatu yang dapat diukur dengan penemuannya berupa termometer air.[1] Beberapa abad setelahnya Sir Humphrey Davy dan Count Rumford (1799) menegaskan bahwa panas adalah sesuatu yang mengalir. Kesimpulan ini mendukung prinsip kerja termometer, tapi membantah pernyataan Aristoteles. Seharusnya hukum ke-nol termodinamika dirumuskan saat itu, tapi karena termodinamika belum berkembang sebagai ilmu, maka belum terpikirkan oleh para ilmuwan.
“dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya”
Pada tahun 1778, Thomas Alfa Edison memperkenalkan mesin uap pertama yang mengkonvesi panas menjadi kerja mekanik. Mesin tersebut disempurnakan oleh Sardi Carnot (1824). Saat itu, dia berupaya menemukan hubungan antara panas yang digunakan dan kerja mekanik yang dihasilkan. Hasil pemikirannya merupakan titik awal perkembangan ilmu termodinamika klasik dan beliau dianggap sebagai Bapak Termodinamika.
Pada tahun 1845, James P. Joule menyimpulkan bahwa panas dan kerja adalah dua bentuk energi yang satu sama lain dapat dikonversi. Kesimpulan ini didukung pula oleh Rudolf Clausius, Lord Kelvin (William Thomson), Helmhozt, dan Robert Mayer. Selanjutnya, para ilmuwan ini merumuskan hukum pertama termodinamika (1850). Setahun sebelumnya, Lord Kelvin telah memperkenalkan istilah termodinamika melalui makalanya: An Account of Carnot’s Theory of the Motive Power of Heat. Buku pertama tentang termodinamika ditulis oleh William Rankine pada tahun 1859.
“perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi panas yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem”
∆U = Q + W
Setelah mempelajari mesin Carnot, Lord Kelvin, Planck, dan menyimpulkan bahwa pada suatu mesin siklik tidak mungkin kalor yang diterima mesin diubah semuanya menjadi kerja, selalu ada kalor yang dibuang oleh mesin. Hal ini karena adalah sifat sistem yang selalu menuju ketidakteraturan, entropi (S) meningkat. Saat itu hukum kedua termodinamika diperkenalkan (1860). Menurut Clausius, besarnya perubahan entropi yang dialami oleh suatu sistem, ketika sistem tersebut mendapat tambahan kalor (Q) pada temperatur tetap dinyatakan melalui persamaan di bawah :
“total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya”
Selama tahun 1873-76, fisikawan matematika Amerika Josiah Willard Gibbs menerbitkan tiga makalah, salah satunya adalah On the Equilibrium of Heterogeneous Substances. Makalah tersebut menunjukkan bahwa proses termodinamika dapat dijelaskan secara matematis, dengan mempelajari energi, entropi, volume, temperatur dan tekanan sistem, sedemikian rupa untuk menentukan apakah suatu proses akan terjadi secara spontan. Pada awal abad ke-20, ahli kimia seperti Gilbert N. Lewis, Merle Randall, dan EA Guggenheim mulai menerapkan metode matematis Gibbs tersebut untuk analisis proses kimia yang disebut termodinamika kimia.
Pada tahun 1885, Boltzman menyatakan bahwa energi dalam dan entropi merupakan besaran yang menyatakan keadaan mikroskopis sistem. Pernyataan ini mengawali berkembangnya termodinamika statistik, yaitu pendekatan mikroskopis tentang sifat termodinamis suatu zat berdasarkan perilaku kumpulan partikel-partikel yang menyusunnya. Dasar-dasar termodinamika statistik ditetapkan oleh fisikawan seperti James Clerk Maxwell, W. Nernst, Ludwig Boltzmann, Max Planck, Rudolf Clausius dan J. Willard Gibbs .Willard Gibbs. Pada tahun 1906 Giauque dan W. Nernst merumuskan hukum ketiga termodinamika.
“pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum”
Pada tahun 1911, Eintein menyatakan bahwa massa merupakan perwujudan dari energi (E=mc2). Hal ini kemudian dibenarkan oleh ilmuwan mekanika kuantum (1900-1940) bahwa radiasi sebagai bentuk energi bisa bersifat sebagai partikel. Pernyataan ini seakan-akan membenarkan penalaran Aristoteles sebelumnya bahwa materi = energi.
Pada tahun 1950, para ilmuwan, seperti Carl Anderson menemukan adanya partikel antimateri yang bisa memusnahkan materi. Meski masih terus dipelajari, namun hasil ini telah meragukan konsep kekekalan materi dan energi!!, lalu??…