Beberapa Konsep Mendasar dalam Ilmu Termodinamika, Heat Transfer dan Mekanika Fluida

1. Densitas ( Massa Jenis )

adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).
Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg•m-3)
Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.
Rumus untuk menentukan massa jenis adalah
Rumus untuk menentukan massa jenis adalah


dengan
ρ adalah massa jenis,
m adalah massa,
V adalah volume.
Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm3).
1 g/cm3=1000 kg/m3
Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3
Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk menghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2 menghitung massa jenis, atau yang dinamakan 'Massa Jenis Relatif'
Rumus massa jenis relatif = Massa bahan / Massa air yang volumenya sama


2. Kalor
adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima / melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah.
1 kalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1ºC.
1 kalori = 4.18 joule
1 joule = 0.24 kalori
Kapasitas kalor (H)
adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya 1ºC (satuan kalori/ºC).
Kalor jenis (c)
adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1ºC (satuan kalori/gram.ºC atau kkal/kg ºC).
Kalor yang digunakan untuk menaikkan/menurunkan suhu tanpa mengubah wujud zat:
kalor yang diserap ( â ) atau yang dilepas ( á ) pada saat terjadi perubahan wujud benda tidak menyebabkan perubahan suhu benda (suhu benda konstan ).


3. Temperatur / suhu
Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda , dapat pula
.dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu salah satunya adalah :
- Termometer ruang / kamar gunanya untuk mengukur suhu ruang
- Termometer elektronik itu termometer yang menunjukkan angkah (digital)
- Termometer medis gunanya untuk mengetahui suhu tubuh / panas dinginnya tubuh kita
Skala untuk pembacaan suhu :
1. Termometer skala Celcius, titik didih air 1000C dan titik beku cair 00C
2. Termometer skala Reamur, titik didih air 800R dan titik beku cair 00R
3. Termometer skala Fahrenheit, titik didih air 2120F dan titik beku cair 00F
4. Termometer skala Kelvin, titik didih air 373 K dan titik beku cair 273



4. ENTROPI
Entropi bias dinyatakan sebagai :
- Derajat ketidak teraturan sebuah system
- Derajat reaksi Spontanitas system yang mengarah kepada
Konsep temperatur muncul dalam hukum ke-nol termodinamika. Konsep energi internal muncul dalam hukum pertama termodinamika. Dalam hukum kedua termodinamika muncul konsep tentang entropi.
Misal ada proses terbalikkan, quasi-statik, jika dQ adalah kalor yang diserap atau dilepas oleh sistem selama proses dalam interval lintasan yang kecil,
dS = dQ/T
 Entropi dari alam naik bila proses yang berlangsung alamiah
 Perubahan entropi dari suatu sistem hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem.
f
S =  dS =  dQ/T
i
Untuk proses dalam satu siklus perubahan entropi nol S = 0.
 Untuk proses adiabatik terbalikkan, tidak ada kalor yang masuk maupun keluar sistem, maka S = 0. Proses ini disebut proses isentropik.
 Entropi dari alam akan tetap konstan bila proses terjadi secara terbalikkan.
Untuk proses quasi-statik, terbalikkan, berlaku hubungan : dQ = dU + dW dimana dW = pdV. Untuk gas ideal, dU = ncv dT dan P = nRT/V, oleh karena itu
dQ = dU + pdV = ncv dT + nRT dV/V
bila dibagi dengan T
dQ/T = ncv dT/T + nR dV/V
S =  dQ/T = ncv ln(Tf/Ti) + nR ln(Vf/Vi).