Termodinamika adalah cabang fisika yang berhubungan dengan energi dan kerja suatu sistem. Termodinamika sendiri berasal dari dua kata, yaitu thermos yang artinya panas dan dynamic yang artinya perubahan.

Termodinamika lahir pada abad ke-19 ketika para ilmuwan pertama kali menemukan cara membangun dan mengoperasikan mesin uap. Termodinamika hanya berurusan dengan respons skala besar dari suatu sistem yang dapat kita amati dan ukur dalam eksperimen. Interaksi gas dalam skala kecil dijelaskan oleh teori kinetik gas.

Secara umum, termodinamika membahas tentang perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lain dan dari satu bentuk ke bentuk lain. Konsep utamanya adalah bahwa panas adalah suatu bentuk energi yang sesuai dengan sejumlah kerja mekanis tertentu.

Hukum termodinamika ada tiga, yaitu Hukum 0 Termodinamika, Hukum I Termodinamika, dan Hukum II Termodinamika.

Hukum 0 Termodinamika

Hukum 0 Termodinamika berbunyi:

“Jika dua buah sistem mempunyai kesetimbangan termal dengan sistem ke-3, maka ketiganya akan mempunyai kesetimbangan termal satu sama lain.”

Kesetimbangan termal adalah kondisi di mana suhu dari sistem-sistem yang terlibat adalah sama atau tidak ada kalor yang mengalir. Jadi, jika ada benda A dan benda B yang dikatakan mencapai kesetimbangan termal, artinya benda A dan benda B tersebut memiliki suhu yang sama dan tidak ada kalor yang mengalir di antara keduanya.

Kalor sendiri mengalir dari sistem bersuhu tinggi ke sistem bersuhu rendah. Oleh karena itu, jika suhu kedua sistem sama, maka kalor tidak akan mengalir di antara keduanya.

Hukum I Termodinamika

Hukum I Termodinamika berbunyi:

“Dalam sebuah sistem tertutup, perubahan energi dalam sistem tersebut akan sama dengan banyaknya kalor yang masuk ke dalam sistem dikurangi usaha yang dilakukan oleh sistem tersebut.”

Hukum I Termodinamika bisa ditulis ke dalam persamaan atau rumus seperti pada gambar berikut:

Hukum II Termodinamika

Hukum II Termodinamika dibagi menjadi dua macam, yaitu Hukum II Termodinamika tentang Arah Aliran Kalor dan Hukum II Termodinamika tentang Entropi.

Hukum II Termodinamika tentang Arah Aliran Kalor berbunyi:

“Kalor mengalir secara spontan (alamiah) dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.”

Sedangkan Hukum II Termodinamika tentang Entropi berbunyi:

“Dalam sebuah sistem tertutup, setiap proses termodinamika akan menghasilkan peurbahan entropi lebih besar dari 0 untuk proses irreversible, dan perubahan entropi sama dengan 0 untuk proses reversible.”

Entropi adalah besaran yang menggambarkan tingkat keacakan sistem. Semakin acak benda maka benda akan semakin homogen (sejenis) dan entropinya akan semakin besar.

Secara spontan (alamiah), sistem akan selalu menuju homogen (menjadi lebih acak), sehingga entropi akan selalu semakin besar (perubahan entropi positif).

Dalam termodinamika, ketika ada perbedaan suhu antara sistem yang terlibat, maka sistem akan selalu menuju suhu yang homogen (kesetimbangan termal).