Energi bebas Helmholtz

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Jump to navigation Jump to search

Energi bebas Helmholtz adalah potensial termodinamika yang mengukur kerja yang "bermanfaat" dari sistem termodinamika tertutup dengan suhu dan volume yang konstan. Perbedaan negatif energi Helmholtz sama dengan jumlah maksimal kerja yang dapat dilakukan suatu sistem dalam proses termodinamika dengan volume konstan.

Konsep energi bebas Helmholtz dikembangkan oleh fisikawan Jerman Hermann von Helmholtz. Konsep ini pertama kali dipresentasikan pada tahun 1882.[1] Energi bebas Helmholtz biasanya ditulis dengan lambang A  (dari bahasa Jerman, "Arbeit", yang berarti "kerja") atau F. IUPAC menyarankan huruf A dan penggunaan nama "energi Helmholtz".[2]

Definisi[sunting | sunting sumber]

Energi Helmholtz didefinisikan sebagai berikut:[3]

where

A adalah energi bebas Helmholtz (SI: joule, CGS: erg),
U adalah energi internal sistem (SI: joule, CGS: erg),
T adalah suhu absolut (kelvin)
S adalah entropi sistem (SI: joule per kelvin, CGS: erg per kelvin).

Pengembangan secara matematis[sunting | sunting sumber]

Dari hukum termodinamika pertama dalam sistem yang tertutup, diperoleh rumus:

adalah energi internal, adalah energi yang ditambahkan sebagai panas, dan adalah kerja yang dilakukan pada sistem. Berdasarkan hukum termodinamika kedua, rumus berikut dapat ditulis untuk proses reversibel: . Selain itu, untuk perubahan yang reversibel, kerja yang dilakukan dapat ditulis sebagai berikut: (mengabaikan kerja elektrik dan kerja non-PV lainnya):

Dengan menggunakan kaidah darab pada d(TS) = T dS + S dT, diperoleh

dan

Dengan menggunakan definisi A = UTS, rumusnya dapat ditulis menjadi

Catatan kaki[sunting | sunting sumber]

  1. ^ von Helmholtz, H. (1882). Physical memoirs, selected and translated from foreign sources. Taylor & Francis. 
  2. ^ Gold Book. IUPAC. doi:10.1351/goldbook. Diakses tanggal 2012-08-19. 
  3. ^ Levine, Ira. N. (1978). "Phisical Chemistry" McGraw-Hill: University of Brooklyn.