31
MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6 KAT A PEN GAN TAR Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat karunia-Nya lah makalah ini dapat selesai disusun. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Bioenergetika dengan topik “Bioenergetika dan ATP”. Dalam penyusunan makalah ini, penulis mendapat banyak bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada Ibu Dianursanti sebagai dosen Bionergetika yang telah memberikan bimbingan dalam penulisan makalah ini. Selain itu, penulis juga ingin berterimakasih kepada asisten dosen yang telah

250225831-makalah-bioenergetika

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tugas Bioenergetika

Citation preview

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat karunia-Nya lah makalah ini dapat selesai disusun. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Bioenergetika dengan topik Bioenergetika dan ATP.

Dalam penyusunan makalah ini, penulis mendapat banyak bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada Ibu Dianursanti sebagai dosen Bionergetika yang telah memberikan bimbingan dalam penulisan makalah ini. Selain itu, penulis juga ingin berterimakasih kepada asisten dosen yang telah memberikan arahan dalam tersusunnya makalah ini. Juga kepada orangtua penulis yang telah memberikan dukungan dan cinta tanpa syarat dalam kegiatan perkuliahan penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan. Untuk itu, saran dan kritik yang membangun diharapkan untuk dapat menjadikan makalah ini menjadi lebih baik lagi. Ahir kata penulis berharap agar makalah ini dapat memberikan pembahasan yang jelas dan komprehensif sesuai dengan tema yang diangkat dalam makalah ini.

Depok, 17 Maret 2012,

Penulis

1

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bioproses adalah cabang ilmu keteknikan yang berkaitan dengan reaksi yang menggunakan bagian hidup atau tidak hidup dari sistem biologis. Dalam bioproses salah satu elemen penting adalah terjadinya perubahan energi akibat reaksi biokimia yang terjadi dalam proses metabolisme. Reaksi yang terjadi dalam sistemm biologis memiliki sifat yang berbeda dengan reaksi yang terjadi secara kimia. Meskipun begitu kedua reaksi tersebut memiliki kajian yang sama dalam konteks perpindahan energi.

Perpindahan energi dalam reaksi jenis apapun merupakan pembahasan dari ilmu termodinamika. Ilmu termodinamika mengkaji tentang berbagai aspek dalam perubahan energi ke dalam berbagai bentuk. Didalam ilmu termodinamika, reaksi biologis memiliki pembahasan tersendiri yang dikenal dengan nama bioenergetika. Pembahasan bioenergetika menjadi penting untuk mengetahui apakah suatu reaksi dapat atau tidak dapat terjadi. Selain itu pemahaman tentang bioenergetika akan memberitahu tentang kemungkinan mekanisme dan produk dari suatu reaksi biokimia. Jadi, pemahaman tentang bioenergetika merupakan keahlian yang penting dalam cabang ilmu bioproses.

Dalam sistem biologis, energi berpindah dalam bentuk energi potensial ikatan. Energi potensial ikatan yang umum dalam bentuk ikatan fosfoanhidrida. Ikatan fosfoanhidrida dikenal memiliki potensi energi yang tinggi dan juga ikatan yang mudah lepas. Ikatan fosfoanhidrida yang paling sering ditemukan terdapat dalam ATP. ATP adalah molekul pembawa energi, dimana perpindahan energi dalam sistem bioproses terjadi dalam bentuk reaksi. Reaksi yang menghasilkan energi atau eksergonik menghasilkan energinya dalam bentuk ATP sementara reaksi yang membutuhkan energi atau endergonik memenuhi kebutuhannya dari ATP. Maka dari itu ATP dikenal sebagai satuan transfer energi dalam sistem biologis. Pemahaman mengenai ATP menjadi substansial untuk mengerti ilmu bioenergetika.

Maka dari itu makalah ini berusaha memberikan pemahaman terhadap cabang ilmu bioenergetika terutama dalam aspek ATP sebagai media transfer energi dan juga keterkaitan prinsip termodinamika didalam sistem bioproses.

2

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

1.2 Rumusan Masalah

Bidang Ilmu keteknikan terutama teknologi bioproses membutuhkan pemahaman yang komprehensif terhadap termodinamika untuk mengetahui sifat-sifat reaksi. Termodinamika dalam sistem bioproses berbeda dari termodinamika umum dalam konteks sistem reaksi dan bentuk energi. Maka dari itu, pokok pembahasan makalah ini mencakup 2 masalah pokok yaitu :

A. Prinsip-prinsip dasar termodinamika dan terapannya dalam sistem biologis

B. ATP sebagai bentuk energi dalam perpindahan energi dalam kajian termodinamika di sistem biologis.

1.3 Tujuan Penulisan

Karya tulis ini ditulis dengan tujuan :

A. Menjelaskan tentang prinsip-prinsip dasar termodinamika

B. Memberi pemahaman terhadap termodinamika dalam sistem biologis

C. Menjelaskan peran ATP dalam sistem biologis dengan menjembatani sistem endergonik dan eksergonik

3

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

BAB II

Pembahasan

1. Menurut pendapat anda, mengapa makhluk hidup memerlukan energi?

Jawaban :

Setiap sistem fisik yang terdapat di sekitar kita secara tidak langsung menyimpan sejumlah energi. Energi yang terdapat di alam memiliki bentuk yang berbeda-beda. Satu bentuk energi dapat berubah menjadi bentuk energi yang lain. Studi mengenai transformasi energi dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya dalam sistem biologis disebut sebagai biological thermodynamics, atau yang biasa disebut juga sebagai bioenergetika. Konsep energi awalnya didefinisikan sebagai sebuah kerja yang merupakan hasil dari gaya dan perpindahan (Smith, 2001:10).

Pada dasarnya, setiap makhluk hidup memerlukan energi untuk bertahan hidup. Energi yang diperlukan dapat diperoleh dari lingkungan hidupnya. Perolehan energi pada makhluk hidup dapat terpenuhi dari makanan yang dikonsumsinya. Pada sistem biologis, ada makhluk hidup yang dapat menciptakan makanannya sendiri (autotrof) dan ada pula makhluk hidup yang tidak dapat menciptakan makanannya sendiri (heterotrof). Kedua mekanisme perolehan makanan tersebut kemudian dapat digolongkan menjadi proses eksergonik dan endergonik, tergantung pada perpindahan energi yang terjadi pada sistem tersebut. Baru kemudian energi tersebut diolah.

Energi yang telah diolah selanjutnya digunakan oleh makhluk hidup untuk beraktivitas masing-masing, baik yang tampak dari luar seperti berlari atau melompat, maupun yang tidak tampak seperti metabolisme dan peredaran darah. Dengan demikian, dalam setiap aktivitas yang dilakukan oleh makhluk hidup tersebut akan memerlukan energi sebagai bahan bakar untuk beraktivitas. Bahkan tidur pun memerlukan energi.

2. Bioenergetika diterjemahkan sebagai suatu bidang studi tentang perubahan energi yang menyertai reaksi biokimia dalam sel. Dalam tinjauan tersebutdapatkah anda menjelaskan pengertian sistem dan lingkungan, serta hal hal lain yang berkaitan dengannya?

Jawaban :

Dalam pembahasan termodinamika 2 konsep yang patut dipahami adalah tentang

sistem dan lingkungan. Kumpulan benda- benda yang sedang ditinjau disebut sistem. Di lain

4

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

pihak semua yang berada di sekeliling atau diliau sistem disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika didasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor, dan entropi antara sistem dan lingkungan. Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis

pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan yaitu, a. Sistem terisolasi

Suatu sistem dimana tidak memungkinkan terjadinya pertukaran panas, materi, atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah tabung gas terisolasi.

b. Sistem Tertutup

Suatu sistem dimana dapat terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran materi pada lingkungan. Contoh dari sistem jenis ini adalah rumah hijau dimana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan.

Dalam suatu sistem apakah terjadi pertukaran kerja, panas, atau keduanya dapat ditentukan sebagai sifat pembatasnya. Pada pembatas adiabatik tidak memperbolehkan pertukaran gas, dan pada pembatas rigid tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

c. Sistem Terbuka

Suatu sistem dimana terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan materi dengan

lingkungannya. Sebuah pembatas yang memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Contoh sistem ini ialah samudra.

Gambar1. Sistem Terisolasi, Tertutup, dan Terbuka

(Sumber: http://wahyuancol.wordpress.com/2008/06/11/konsep-sistem-bumi/)

Bioenergetika adalah suatu bidang studi tentang perubahan energi yang menyertai reaksi biokimia dalam sel. Marilah kita ambil contoh peristiwa pemberian fosfat senyawa ATP pada sistem biologis sehingga memungkinkan terjadinya reaksi. ATP (adenin trifosfat) memiliki basa nitrogen adenin yang berikatan dengan ribosa. Terdapat tigagugus fosfat yang

5

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

berikatan dengan ribosanya. Ikatan antara gugus- gugus fosfat pda aekor ATP dapat diputuskan melalui hidrolisis. Ketika ikatan fosfat diputuskan, suatu molekul fosfat anorganik meninggalkan ATP, yang kemudian menjadi adenosin difosfat atau ADP.

Sistem adalah kumpulan benda benda yang sedang ditinjau pada peristiwa dimana dalam hal ini berarti terdiri dari gusus ATP yang terdiri adenin, ribosa, dan 3 gugus fosfat. Di lain pihak semua yang berada di sekeliling atau diluar sistem tersebut disebut lingkungannya. Pada peristiwa ini terjadi pertukaran energi dari materi dari sistem ke lingkungannya.

3. Adakah perbedaan penggunaan energi untuk sistem biologis dan nonbiologis?

Jawaban :

Ada. Dalam kaitannya dengan energi dalam sistem biologis, sistem biologis merupakan sistem yang berada di dalam makhluk hidup. Dengan kata lain, sistem tersebut memiliki unsur makhluk hidup sebagai boundary system-nya. Sedangkan dalam sistem nonbiologis, unsur yang bukan makhluk hiduplah yang menjadi boundary system-nya.

Energi yang dibutuhkan oleh makhluk hidup terbentuk dalam tubuh makhluk hidup itu sendiri dengan mengonversi energi yang ada dari lingkungannya. Dengan kata lain, makanan yang dikonsumsi oleh makhluk hidup tidak dapat begitu saja diambil energinya, melainkan harus diolah terlebih dahulu baru kemudian dapat diambil energinya. Namun, energi yang telah terkonversi masuk dalam sistem biologis tidak dapat dengan begitu saja terdistribusi dalam tubuh makhluk hidup tersebut. Perlu adanya media yang dapat mentransportasikan energi dalam sistem biologis tersebut, salah satunya adalah ATP (Adenosin Triphosphate). Dengan media ATP, energi dalam sistem biologis makhluk hidup dapat bergerak bebas di seluruh bagian tubuh, serta keluar dari dalam tubuh atau masuk ke dalam tubuh makhluk hidup tersebut.

Energi yang terdapat pada sistem biologis akan selalu terkonversi dan tidak akan pernah berhenti terkonversi keluar-masuk sistem selama makhluk hidup itu terus memerlukan dan menghasilkan energi selama masa hidupnya. Inilah yang membedakan energi pada sistem biologis dengan energi pada sistem nonbiologis. Sedangkan pada sistem nonbiologis, energi yang keluar-masuk pada sistem juga akan terkonversi menjadi bentuk energi yang lain. Hanya saja konversi energi yang terjadi, suatu saat akan berhenti ketika komposisi energi di dalam dan di luar sistem telah mencapai kesetimbangan sehingga tidak ada lagi perpindahan energi dari dalam maupun dari luar sistem nonbiologis tersebut. Ketika hal tersebut terjadi, maka benda tersebut dikatakan mencapai kesetimbangan energinya.

6

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

4. Dalam bioenergetika ini dikenal kaidah termodinamika dalam sistem biologis, yaitu hukum pertama dan hukum kedua termodinamika. Apa yang anda ketahui tentang kedua hukum tersebut?

Jawaban :

Termodinamika merupakan studi yang mempelajari transformasi energi dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Terkait dengan hal tersebut, ada beberapa hal yang menjadi dasar transformasi bentuk energi. Hal-hal ini kemudian dijadikan hukum oleh para ahli. Hukum-hukum termodinamika antara lain:

1. Hukum I Termodinamika

Hukum I termodinamika berbunyi, Although energy assumes many forms, the total quantity of energy is constant, and when energy disappears in one form it appears simultaneously in other forms(Smith, 2001:21). Dengan kata lain, energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan. Energi hanya akan dapat berubah bentuk, namun jumlahnya di dalam alam ini adalah tetap. Biasanya kalimat pernyataan hukum I termodinamika sering juga disebut sebagai hukum kekekalan energi atau hukum konservasi energi.

Energi pada aplikasi hukum I termodinamika meliputi energi yang terdapat pada sistem dan energi yang terdapat pada lingkungan. Kedua aspek lingkup energi pada hukum I termodinamika ini kemudian dapat terjabarkan dalam persamaan:+= 0... (8)

Tanda pada persamaan(8) merupakan tanda yang mewakili selisih nilai dari harga

karakteristik yang dikhususkan pada masing-masing bentuk energi. Misalnya, energi pada

sistem, tanda akan meliputi jumlah dari seluruh perubahan energi kinetik yang terdapat

pada sistem ketika sistem itu bergerak pada perubahan kecepatan tertentu. Demikian pula,

tandaakan meliputi jumlah dari seluruh perubahan energi potensial yang terdapat pada

sistem ketika sistem itu berada pada perbedaan ketinggian tertentu. Bahkan, hal yang sama pun akan terjadi apabila kedua bentuk energi tersebut dapat ditemukan dalam sistem tersebut.

2. Hukum II Termodinamika

7

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

Pernyataan hukum II termodinamika merupakan observasi lebih lanjut terhadap proses yang terjadi dalam hukum I termodinamika. Hukum II termodinamika dapat diekspresikan dalam dua pernyataan berikut:

Statement I: tidak ada instrumentasi yang mampu bekerja sedemikian rupa hanya untuk mengubah panas yang terserap oleh sistem seluruhnya menjadi kerja yang dilakukan oleh sistem.

Statement II: tidak ada proses yang mungkin terjadi hanya terdiri dari perpindahan panas dari level temperatur yang satu menuju level yang lebih tinggi.

Pada Statement I, tidak disebutkan bahwa panas tidak dapat dirubah menjadi kerja, namun proses yang terjadi tidak dapat meninggalkan sistem atau lingkungan begitu saja, keduanya harus diperhatikan. Sebagai contoh, ketika sebuah gas menyerap panas dari lingkungannya, akan menghasilkan kerja yang sama nilainya dengan dikerjakannya pada lingkungan. Pada awalnya mungkin agak berkontradiksi dengan Statement I, namun ingat bahwa proses yang terjadi tidak hanya meliputi sistem, tapi juga lingkungan. Dengan demikian, ketika gas akan kembali ke kondisinya semula, ia akan memerlukan kerja yang digunakannya untuk rekompresi kembali ke tekanan awalnya. Kerja ini memiliki nilai minimal yang sama ketika gas mengalami ekspansi akibat panas yang diserapnya dari lingkungan. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa tidak ada kerja yang dihasilkan sehingga

Statement I dapat dimodifikasi menjadi:

Statement Ia: it is impossible by cyclic prosess to convert the heat absorbed by a system completely into work done by the system (Smith, 2001:156).

Kata siklik diperlukan karena sistem secara periodik akan kembali pada kondisinya semula. Pada kasus gas tadi, proses ekspansi dan rekompresi menuju kondisi awalnya merupakan satu kesatuan siklus. Jika proses ini berlanjut, maka proses ini akan membentuk siklus.

Secara garis besar, hukum II termodinamika bukanlah menentang produksi dari kerja yang diperoleh dari panas. Namun, memberikan batasan yang jelas akan berapa banyaknya panas yang diterima oleh sistem yang kemudian dapat dikonversikan menjadi kerja yang dilakukan oleh proses tersebut.

5. Apa yang and ketahui tentang besaran-besaran termodinamika baik besaran dasar

maupunbesaran turunan? Dan bagaimana pula penurunan-penurunan

8

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

persamaannya? Berikan salah satu contoh perhitungan berkaitan dengan besaran-

besaran tersebut.

Jawaban:

A. Besaran Dasar

Besaran dasar merupakan besaran-besaran yang menjadi landasan untuk penurunan besaran-besaran selanjutnya, Dalam termodinamika besaran-besaran dasar tersebut terdiri dari:

a. Tekanan (P)

Tekanan merupakan gaya yang tegak lurus yang menekan permukaan sebuah, definisi matematisnya adalah: =(1)

Dalam termodinamika tekanan umumnya dinyatakan dalam nilai absolute (Pabs), tekanan absolute ini bergantung pada pengukuran sistem yaitu: ketika tekanan pengukuran (Pgauge) > tekanan atmosfer (Patm) maka:

Pabs = Pgauge + Patm(2)

sedangkan ketika Pgauge < Patm maka:

Pabs = Patm - Pgauge(3)

b. Volume dan Densitas (V dan )

Densitas suatu sistem didefinisikan sebagai massa per satuan volume: ==

(4)

Dimana Vg adalah volume jenis (volume per satuan massa), dan m adalah massa.

c. Suhu (T)

Skala temperatur digunakan sebagai indikator keseimbangan panas yang dinyatakan dalam satuan derajat Kelvin.

d. Energi Dalam (U)

Energi dalam adalah energi yang dimiliki oleh suatu sistem tanpa dipengaruhi oleh

pergerakan dari sistem tersebut, Energi dalam merupakan jumlah seluruh energi kinetik atom atau molekul, ditambah jumlah seluruh energi potensial yang timbul akibat adanya interaksi antara atom atau molekul.U = Ek + Ep(5)

9

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

Dimana energi kinetik itu sendiri ada karena kecepatan (Ek = 12 mv2), dan energi potensial ada karena adanya perbedaan ketinggian (Ep = mgh). Berdasarkan hukum termodinamika pertama, total energi akan selalu konstan, jadi ketika energi dalam sistem menghilang, maka secara bersamaan akan terbentuk energi dalam bentuk lain pada lingkungannya:

(energi sistem) + (energi lingkungan) = 0(6)

Perpindahan energi yang terjadi umumnya dapat berupa panas dan kerja (Q dan W) dimana Q dan W akan bertanda positif ketika sistem menyerap kalor dan melakukan kerja. Jadi perubahan energi dalam akan bernilai 0 jika jumlah kalor yang masuk sama besar dengan jumlah kerja yang dilakukan, dan jika kalor yang dikeluarkan sama besar dengan kerja yang dikenakan pada sistem. :

(energi lingkungan) = Q W(7)

Sehingga dari persamaan (1)-(3) diperoleh:

U + Ek + Ep = Q W(8)

e. Entalpi (H)

Entalpi merupakan besaran yang digunakan untuk mendefinisikan jumlah energi dalam dari suatu sistem ditambah dengan energi yang dibutuhkan untuk melakukan suatu kerja

H = U + (PV)(9)

Di mana H adalah entalpi, U adalah energi dalam, P adalah tekanan, dan V adalah volume. Karena U dan PV memiliki satuan energi, maka dengan demikian H juga memiliki satuan energi. Lebih lanjut, U, P, dan V merupakan fungsi keadaan, sehingga bentuk difrensial persamaan 5 adalah:dH = dU + d(PV)(10)

sehingga bentuk integralnya adalah:

H = U + (PV)(11)

f. Entropi (S)

Entropi adalah ukuran ketidakteraturan dalam suatu sistem, semakin tinggi ketidakteraturan suatu sistem semakin tinggi pula nilai entropinya. Maka, dalam benda padat yang molekulnya tersusun dengan sangat teratur akan memiliki entropi yang lebih kecil dibandingkan dengan benda dalam fasa gas yang molekul-molekulnya bergerak lebih bebas. Perubahan entropi suatu sistem disebabkan oleh perubahan kandungan panasnya,

dimana:(12)

10

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

=

Ketika = + > maka reaksi akan berlangsung secara spontan. Proses ini berlangsung hingga mencapai proses kesetimbangan yaitu ketika = + =

g. Energi Gibbs (G)

Energi bebas gibbs digunakan untuk menggambarkan perubahan energi total dari suatu sistem, berdasarkan persamaan (11) diperolehlah: G = U + PV TS(13)

(pada suhu tetap) = (14)

(pada tekanan tetap) = (15)

Ketika G < 0 maka reaksi akan berlangsung secara spontan (reaksi eksergonik) hingga mencapai kesetimbangan ketika G = 0, sedangkan ketika G > 0 maka reaksi akan berlangsung secara spontan ke arah berlawanan (reaksi endergonik). Pada proses spontan energi gibbs dapat didefinisikan sebagai kerja maksimum yang dapat diperoleh dari sistem saat terjadi perubahan, sedangkan pada proses nonspontan energi gibbs dapat didefinisikan sebagai kerja minimum yang harus dilakukan terhadap sistem agar dapat terjadi perubahan.

Karena energi gibbs merupakan fungsi keadaan maka energi gibbs juga dapat dihitung melalui energi bebas produk dan reaktan:= (16)

()()

h. Helmholtz Function (F)

Helmholtz function, biasa juga disebut energi bebas Helmholtz. Energi bebas Helmholtz adalah kerja maksimum yang dapat diperoleh dari proses termodinamika dalam suhu dan volume yang konstan. Energi ini dirumuskan sebagai: F = U TS(17)

Suku TS disini menandakan adanya energi yang tidak dapatdigunakan atau unavailable

energy

11

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

B.Besaran Turunan

Besaran turunan dapat kita ketahui melalui dasar, atau dengan kata lain besaran ini

merupakan turunan dari besaran-besaran dasar.

a. Energi dan Kerja

Energi diartikan sebagai kemampuan melakukan kerja, ketika pemindahan energi dilakukan dengan cara gerak mekanik maka disebut kerja. Jumlah kerja mekanik yang dilakukan dapat ditentukan melalui persamaan turunan Newtonian:

W = F.s(18)

Atau sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volume: W= P. dV(19)

b. Kalor

Perpindahan energi karena adanya perbedaan suhu berhubungan dengan aliran panas. Setiap sistem memiliki kapasitas terhadap panas, semakin kecil perubahan temperature yang terjadi akibat dari perpindahan panas,berarti sistem tersebut memiliki kapasitas panas yang besar. Kapasitas panas di definisikan secara matematis melalui: =(20)

Kapasitas panas dapat diukur dalam 2 kondisi yaitu dalam volume yang tetap disebut isokhorik atau dalam tekanan konstan disebut isobarik. Dalam keadaan isokhorik kapasitas panas didefinisikan sebagai Cv:

dU = CvdT(21)

ketika diintegralkan menghasilkan:

=

Dan ketika proses perpindahan panas bersifat reversible persamaannya menjadi:

= =

Sedangkan dalam keadaan isobarik kapasitas panas didefinisikan sebagai Cp:

dH = CpdT

ketika diintegralkan menghasilkan: =

(22)

(23)

12

MAKALAH BIOENERGETIKA Kelompok 6

Dan ketika proses perpindahan panas bersifat reversible persamaannya menjadi:

= =(25)

Cara mudah untuk meringkas persamaan-persamaan diatas adalah dengan jembatan keledai dari besaran-besaran termodinamika:

Dimana G adalah energi gibbs, U adalah energi dalam, V adalah volume, P adalah tekanan,

F adalah Helmholtz function , H adalah entalpi, S adalah entropi, danTadalahsuhu.

Besaran-besaran yang beradadi pojok-pojok (G, H,U,dan F) dapatkita

tentukan turunannya, contohnyaEnergi gibbs (G) yangada dipojokkiriatas. G berada

diantara P dan T, kemudian lihattanda panahnya. PadaP tandaPanahnyamasuk,berarti

tandanya positif, sedangkan pada T tanda panahnya keluar, berarti negatif. Sehingga dapat kita tuliskan : dG = VdP SdTDari keempat persamaan di atas masing-masing persamaan

akan menghasilkan hubungan yang lain,misalnya, untuk energi dalam, U apabila pada

volume konstan akan menghasilkan= , sedangkan pada entropi yang tetap akan

menghasilkan=

6.Apa yang anda ketahui tentang reaksi yang berlangsung spontan?

Bilamana itu terjadi?

Jawaban :

Pada termodinamika terdapat dua jenis yang dapat terjadi yaitu reaksi spontan dan reaksi non spontan. Reaksi spontan adalah suatu reaksi yang terjadi tanpa perlu bantuan dari luar sistem dan berlangsung sampai terjadi keadaan setimbang. Pada reaksi non spontan reaksi hanya terjadi apabila ada masukan energi dari luar sistem. Seperti yang telah dipaparkan sebelumnya reaksi spontan adalah reaksi yang terjadi tanpa perlu bantuan dari luar sistem. Proses reaksi spontan berjalan dengan berinteraksinya antar zat dengan menghilangkan rintangan. Sistem bertukar energi serta zat, dan volume kedua sistem bisa berubah. Pada reaksi ini pula arah spontanitas untuk setiap proses jelas dari pengamatan awal

13