Bandung – Pada 11 Desember 2024, Prof. I Made Astina menyampaikan orasi ilmiah bertajuk “Seni dan Tantangan Persamaan Tingkat Keadaan Termodinamika untuk Kemajuan Kompetisi Rekayasa Thermofluida” di Aula Barat ITB. Dalam acara tersebut, Prof. Made membahas esensi, pengembangan, dan tantangan persamaan tingkat keadaan termodinamika yang menjadi elemen fundamental dalam berbagai aplikasi rekayasa thermofluida. 

Dalam orasinya, Prof. Made memulai dengan menjelaskan pengertian persamaan tingkat keadaan termodinamika yang merupakan hubungan matematis yang menghubungkan parameter-parameter keadaan, seperti tekanan, volume, dan suhu, untuk menggambarkan sifat materi di bawah kondisi fisik tertentu. Contoh sederhana adalah Persamaan Gas Ideal yang menjadi dasar pengembangan model lainnya. 

Prof. Made menyoroti seni berpikir ilmuwan dalam mengamati dan memahami sifat fluida. Sejak abad ke-17, para ilmuwan mulai mengembangkan model matematis yang semakin kompleks dan mendekati sifat fluida sesungguhnya. Kini, terdapat lebih dari 2000 persamaan tingkat keadaan yang mencakup berbagai kondisi fluida, mulai dari gas, cairan, hingga fase superkritis. 

Pengembangan persamaan ini melibatkan pendekatan seni dan presisi tinggi dalam: 

1. Matematika Terapan: Membentuk persamaan dari aspek kubik, non-kubik, hingga persamaan empirik seperti persamaan Helmholtz dan Gibbs. 
2. Penggabungan Konsep Molekular: Mengintegrasikan teori-teori antar molekul yang menghasilkan persamaan seperti Van der Waals, Redlich-Kwong, hingga model berbasis energi bebas seperti IAPWS-95. 
3. Pemodelan Data: Menggunakan regresi statistik untuk menyelaraskan persamaan dengan data eksperimen. 

Prof. Made juga menjelaskan bahwa pengembangan persamaan tingkat keadaan menghadapi tantangan internal dan eksternal, seperti kebutuhan ilmiah dan rekayasa untuk mendukung desain sistem pembangkitan daya, proses kimia, dan sistem pendingin. Selain itu, isu keselamatan dan lingkungan, termasuk dampak penipisan lapisan ozon dan perubahan iklim sejak 1974, telah mendorong pengembangan fluida baru yang lebih ramah lingkungan. Kompleksitas data termodinamika juga menjadi tantangan, karena sering kali tidak merata dan memerlukan model matematis yang presisi untuk menjembatani kesenjangan antara hasil eksperimen dan teori. 

Persamaan tingkat keadaan modern, seperti IAPWS-95 yang digunakan dalam desain PLTU, telah menjadi standar internasional. Penggunaan persamaan ini memungkinkan perhitungan sifat termodinamika seperti tekanan, suhu, densitas, dan kecepatan suara secara akurat. 

Dalam orasinya, Prof. Made menyimpulkan bahwa persamaan tingkat keadaan termodinamika tidak hanya mencerminkan ilmu pengetahuan yang kompleks tetapi juga seni yang memadukan kreativitas, dedikasi, dan pemahaman mendalam terhadap sifat-sifat materi. Dengan pengembangan yang terus berlanjut, persamaan ini akan tetap menjadi pilar penting dalam kompetisi rekayasa thermofluida dan berbagai aplikasi teknik lainnya.