Pengertian Konsep Keseimbangan Termodinamika

Pengertian Konsep  Keseimbangan Termodinamika, Keseimbangan termodinamika adalah sesuatu yang kita ketahui secara intuitif. Hal ini terkait dengan pertukaran panas atau perubahan dinamika apapun yang terjadi dalam suatu sistem. Itu karena, setiap perubahan di alam merupakan konsekuensi dari perubahan dalam suatu sistem, untuk mencapai ekuilibrium ini.

Termodinamika adalah cabang utama fisika, yang berhubungan dengan semua jenis perubahan energi yang terjadi di alam. Ini terutama melibatkan studi tentang konversi panas menjadi kerja mekanik dan energetika dari setiap jenis perubahan fisik atau kimia di alam. Ini berkaitan dengan perubahan parameter makroskopis seperti suhu, tekanan, dan volume sistem apapun.

Equilibrium

Equilibrium adalah keadaan keseimbangan, ditandai dengan pembatalan yang tepat dari kekuatan yang berlawanan dan tidak ada perubahan dalam keadaan apapun. Ada dua keadaan keseimbangan sebenarnya.

Salah satunya adalah ekuilibrium statis dan yang lainnya adalah kesetimbangan dinamis. Ekuilibrium statis dapat dicapai karena tidak adanya kekuatan dinamis aktif dan ekuilibrium dinamis dapat dicapai karena kekuatan aktif yang benar-benar meniadakan satu sama lain. Setiap sistem dinamis di alam dalam kondisi fluks untuk mencapai ekuilibrium.

Definisi

Bila Anda menyimpan secangkir kopi secukupnya di atas meja untuk beberapa saat, perlahan mulai dingin karena pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Suhu kopi lebih tinggi dari pada lingkungan sekitar, lebih banyak panas ditransfer dari kopi ke sekitarnya, daripada sebaliknya.

Kopi (kecuali jika diminum), tetap mendingin sampai suhunya menjadi sama dengan lingkungan sekitarnya. Artinya, ia terus mendingin untuk mencapai ekuilibrium termal dengan sekitarnya. Ekuilibrium termal hanyalah satu kondisi yang perlu dipuaskan untuk mencapai jenis ekuilibrium ini.

Didefinisikan sebagai ,

Sistem ada dalam keadaan kesetimbangan termodinamika, bila telah mencapai keseimbangan mekanis, termal, kimia, dan radiatif.

Dalam termodinamika, jenis ekuilibrium yang dicapai, selalu dinamis menurut sifatnya. Ketika dua sistem saling bersentuhan satu sama lain, parameter intensif mereka berubah karena pertukaran materi atau energi sampai mencapai keadaan ekuilibrium.

Sifat Sistem dalam Ekuilibrium

Kondisi antara dua sistem yang saling berhubungan satu sama lain yang diperlukan untuk pencapaian keseimbangan ini,

Keduanya harus berada dalam keseimbangan mekanis, yang berarti tekanan mereka harus sama.

Sistem harus dalam keseimbangan diffusive, yang berarti mereka harus memiliki potensi kimia yang sama.

Keduanya harus berada dalam kesetimbangan termal, yang berarti suhu mereka harus sama.

Proses yang mengarah pada pencapaian ekuilibrium termal disebut termalisasi. Sebuah sistem dalam ekuilibrium semacam itu, jika dibiarkan terisolasi dari sekitarnya, tidak mengubah keadaannya dengan waktu.

Energi bebas Helmholtz adalah jenis potensial termodinamika yang mengkuantifikasi jumlah pekerjaan yang berguna yang dapat diperoleh dari sistem termodinamika manapun, yaitu pada volume konstan dan tekanan konstan.

Energi bebas Gibbs adalah potensi termodinamika yang mengkuantifikasi jumlah maksimum pekerjaan tipe non-ekspansi, yang dapat diperoleh dari sistem isobarik dan isotermal. Keadaan ekuilibrium memiliki energi bebas Helmholtz minimum dan energi bebas Gibbs minimum. Kondisi yang perlu adalah:

Ketika sistem benar-benar terisolasi pada waktunya, entropinya (S) tidak berubah seiring waktu, yaitu ΔS = 0.

Suatu sistem pada suhu dan volume konstan, yang berada dalam ekuilibrium, tidak akan menunjukkan perubahan energi bebas Helmholtz-nya (F) yaitu ΔF = 0.

Sistem dalam ekuilibrium, yang pada tekanan dan suhu konstan, tidak menunjukkan perubahan pada energi bebas Gibbs (G), yaitu ΔG = 0.

Dalam kimia, reaksi dalam ekuilibrium ditandai dengan konstanta yang digunakan untuk menghitung nilai berbagai potensial termodinamika.

Meskipun, sistem mungkin tidak secara global dalam keadaan ekuilibrium termodinamika, ia dapat memiliki ekuilibrium lokal yang terjadi di beberapa bagian, di mana parameter makroskopik sangat perlahan bervariasi dalam ruang dan waktu.

Berbagai sumber