Manfaat Persamaan-Persamaan Termodinamik

. Meskipun hampir semua proses termodinamika yang dilakukan di dalam laboratorium bersifat irreversible.  Sebagai contoh: Misalkan suatu gas yang ditahan oleh suatu piston di dalam sebuah silinder dengan volume V1 (keadaan termodinamika A). Jika piston tiba-tiba ditarik sehingga volumenya naik menjadi V2, timbullah aliran gas yang acak pada saat molekul-molekul mulai bergerak menuju volume yang lebih besar. Tahap ini bukanlah keadaan termodinamika, karena sifat-sifat seperti rapatan dan suhu berubah dengan cepat menurut ruang dan waktu. Akhirnya aliran akan berhenti dan system mendekati keadaan kesetimbangan termodinamika yang baru (B). Keadaan A dan B adalah keadaan termodinamika, tetapi kondisi diantara keduanya tidak dapat digambarkan hanya dengan beberapa variabel makroskopis, sehingga bukan keadaan termodinamika. Proses inilah yang disebut proses irreversible (tak reversible); proses ini tidak dapat ditunjukkan sebagai lintasan permukaan termodinamika sebagaimana lintasan siklus Carnot, karena tahap-tahap dari proses tersebut tidak sesuai dengan titik-tiik pada persamaan keadaan.

Sebaliknya proses reversible berlangsung melalui serangkaian keadaan termodinamika yang kontinyu. Proses ini merupakan idealisasi, karena kesetimbangan sebebnarnya hanya dicapai setelah panjang waktu yang tak terhingga dan oleh karena itu proses sepertin ini tidak pernah terjadi dalam waktu yang tertentu (terhingga). Namun, jika proses berlangsung cukup lambat dan dalam tahapan yg cukup singkat, proses sebenarnya (tak reversible) dapat dianggap sebagai suatu pendekatanterhadap proses reversible. Proses reversible dibutuhkan, karena hanya membutuhkan sedikit perubahan kondisi luar untuk membalik arah gerakan dari system.  Contoh: Jika suatu gas diekspansi dengan menarik piston ke luar perlahan-lahan, hanya diperlukan sedikit perubahan gaya yang dilakukan dari luar untuk mengubah arah gerakan piston dan mulai menekan gas.

Perhitungan-perhitungan termodinamika sebagaimana persamaan-persamaan yang ada, sangat bermanfaat dalam menghitung perubahan-perubahan termodinamika dalam suatu proses yang dialkukan di laboratorium, seperti kalor, kerja, energy bebas, dan perubahan entalpi, termasuk juga bagaimana menentukan keadaan spontanitas dan kesetimbangan dari suatu proses kimia. Proses-proses kimia yang terjadi di laboratorium selalu mengikuti proses isothermal, atau isobaric, atau isokhorik, atau adiabatis. Khususnya proses yang berlangsung secara isobarik, isokhorik, dan adiabatik, dalam penentuan parameter termodinamika selalu memerlukan harga kapasitas panas (c), baik pada tekanan tetap ataupun pada volume tetap. Jika salah satu kapasitas panas tersebut diketahui, maka kapasitas panas yang lain dapat ditentukan melalui hubungan-hubungan tersebut di atas (baik gas ideal maupun gas nyata).

sumber: 

 Atkins, P.W.,, 2006. “Physical Chemistry”, 8th Ed. ELBS/Oxford University Press.

Castellan, G.W., 1983. “Physical Chemistry”, 3th Ed. Addison-Wesley Publishing Company. Singapore.