HUKUM KE NOL DAN PERTAMAHUKUM KE NOL DAN PERTAMA
TERMODINAMIKATERMODINAMIKA
Endang Susilowati
Prodi Pend. Kimia UNS
HUKUM TERMODINAMIKAHUKUM TERMODINAMIKA
 HUKUM TERMODINAMIKA KE NOLHUKUM TERMODINAMIKA KE NOL
 HUKUM TERMODINAMIKA PERTAM...
 Kerja, Kalor dan Energi adalah konsep yang
mendasar dalam termodinamika .
 Semua pengukuran kalor dan perubahan energi
...
Hukum Termodinamika ke NolHukum Termodinamika ke Nol
- Hukum ini meletakkkan konsep suhu pada dasar yang kokoh,
yaitu bila...
Aplikasi Hukum ke NolAplikasi Hukum ke Nol
 Bagaimana termometer air raksaBagaimana termometer air raksa
bekerja untuk me...
HUKUM TERMODINAMIKA PERTAMAHUKUM TERMODINAMIKA PERTAMA
 Secara matematis. hukum termodinamika ISecara matematis. hukum te...
 Hukum kekekalan energi dan HukumHukum kekekalan energi dan Hukum
pertama Termodinamikapertama Termodinamika
STOP!
Catatan :
-Energi dalam adalah suatu fungsi keadaan, yang hanya tergantung
pada keadaan awal dan akhir sistem
-Kalor dan k...
- Energi dalam terdiri dari : energi transisi, energi vibrasi dan
energi rotasi pada tingkat molekuler dari suatu materi
-...
KERJA EKSPANSI DAN KOMPRESI
Kerja yang dilakukan oleh sistem
dw = F dh (F=gaya dh = jarak)
Kerja terhadap sistem
dw = -F...
Beberapa terapan kerja (W)Beberapa terapan kerja (W)
Pada proses reversibel (Pluar=Pdalam= P) dan isotermis (dT = 0)
untu...
Entalpi (H) / Heat contentEntalpi (H) / Heat content
• Pengertian entalpi dipakai untuk perubahan-perubahan pada
tekanan t...
 EnthalpyEnthalpy the amount of energy possessed by athe amount of energy possessed by a
thermodynamic system (thermodyna...
Pengukuran perubahan entalpiPengukuran perubahan entalpi
 Perubahan entalpi mengikuti perubahan kimia dan fisika.
 Diuku...
Perubahan energi pada berbagai keadaanPerubahan energi pada berbagai keadaan
-Perubahan energi pada volum konstan dV = 0
a...
BAGAIMANA BOMB KALORIMETER
BEKERJA?
STOP!
Soal-soalSoal-soal
 Dalam pemampatan reversibel isotermal dariDalam pemampatan reversibel isotermal dari
52 mmol gas idea...
Kapasitas panas (C)Kapasitas panas (C)
 Kapasitas panas ( C ) : nisbah antara kalorKapasitas panas ( C ) : nisbah antara ...
Berdasar pada Hk Term I
-Pada V tetap : dV = 0
-Pada P tetap : dP = 0
Bila persamaan H = U + PV dideferensialkan terhadap ...
Hubungan Cv dan Cp dapat dituliskan beberapa
persamaan :
( )
( ) ( )VT
VP
P
TVP
T
P
P
HVCC
T
VP
V
UCC
∂
∂
∂
∂−=−
∂
∂+
∂
∂=...
PERUBAHAN ENERGI PADA PERUBAHAN T DAN V
 Energi dalam sebagai fungsi T dan V ; U= f(T,V)Energi dalam sebagai fungsi T dan...
PercobaanPercobaan
JouleJoule
 Bertujuan menentukanBertujuan menentukan ((∂U/∂V∂U/∂V ))TT
Jika kran dibuka maka gas
menga...
Perubahan entalpi pada perubahan P, T
• Entalpi sebagai fungsi T dan p; H= f(T,P)
• Cp diperoleh dengan kalorimeter
• Untu...
Perubahan energi pada proses adiabatis (dq = 0)Perubahan energi pada proses adiabatis (dq = 0)
-untuk kerja P-T
-pada gas ...






−=





1
2
1
2
lnln
V
V
R
T
T
CV
γγ
γγ
γ
2211
1
22
1
11
1
1
2
1
2
VPVP
VTVT
T
T
T
T
=
=






=
...
SoalSoal
 0,412 gram glukosa dibakar dalam kalorimeter bom yang0,412 gram glukosa dibakar dalam kalorimeter bom yang
kapa...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Hukum termod-nol-dan-pertama-09

494 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
494
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Hukum termod-nol-dan-pertama-09

  1. 1. HUKUM KE NOL DAN PERTAMAHUKUM KE NOL DAN PERTAMA TERMODINAMIKATERMODINAMIKA Endang Susilowati Prodi Pend. Kimia UNS
  2. 2. HUKUM TERMODINAMIKAHUKUM TERMODINAMIKA  HUKUM TERMODINAMIKA KE NOLHUKUM TERMODINAMIKA KE NOL  HUKUM TERMODINAMIKA PERTAMAHUKUM TERMODINAMIKA PERTAMA  HUKUM TERMODINAMIKA KEDUAHUKUM TERMODINAMIKA KEDUA  HUKUM TERMODINAMIKA KETIGAHUKUM TERMODINAMIKA KETIGA
  3. 3.  Kerja, Kalor dan Energi adalah konsep yang mendasar dalam termodinamika .  Semua pengukuran kalor dan perubahan energi menghasilkan pengukuran kerja.  Kerja = gaya x jarak ; kerja dilakukan selama proses untuk menghasilkan suatu perubahan  Energi = kapasitas sistem untuk melakukan kerja  Kalor = energi sistem yang berubah sebagai hasil perbedaan temperatur antara sistem dan temperatur lingkungan.  Proses pelepasan energi sebagai kalor disebut eksoterm, dan proses penyerapan energi sebagai kalor disebut endoterm Pengertian Kerja, Kalor dan Energi
  4. 4. Hukum Termodinamika ke NolHukum Termodinamika ke Nol - Hukum ini meletakkkan konsep suhu pada dasar yang kokoh, yaitu bila dua sistem ada dalam kesetimbangan termal, maka keduanya mempunyai suhu yang sama, bila tak ada dalam kesetimbangan termal maka keduanya mempunyai suhu yang berbeda. - Tinjau 3 sistem A, B dan C, Fakta eksperimental : bila sistem A ada dalam kesetimbangan termal dengan sistem B, dan sistem B juga ada dalam kesetimbangan termal dengan C maka A ada dalam kesetimbangan dengan C: - TA = TB TA = TC - TB = TC A B C
  5. 5. Aplikasi Hukum ke NolAplikasi Hukum ke Nol  Bagaimana termometer air raksaBagaimana termometer air raksa bekerja untuk mengukur suhubekerja untuk mengukur suhu badan?badan? STOP!
  6. 6. HUKUM TERMODINAMIKA PERTAMAHUKUM TERMODINAMIKA PERTAMA  Secara matematis. hukum termodinamika ISecara matematis. hukum termodinamika I pada sistem tertutup, dinyatakan sebagai:pada sistem tertutup, dinyatakan sebagai: dU =dU = ddq +q + ddww ∆∆U = q + wU = q + w  Dengan kata lain, perubahan energi dalamDengan kata lain, perubahan energi dalam sistem (U) setara dengan panas yangsistem (U) setara dengan panas yang diberikan pada sistem (q) dan kerja yangdiberikan pada sistem (q) dan kerja yang dilakukan terhadap sistem (w)dilakukan terhadap sistem (w)  Jika hanya diberikan panas, berlaku:Jika hanya diberikan panas, berlaku: ∆∆U = qU = q  Jika hanya dilakukan kerja berlaku:Jika hanya dilakukan kerja berlaku: ∆∆U = wU = w
  7. 7.  Hukum kekekalan energi dan HukumHukum kekekalan energi dan Hukum pertama Termodinamikapertama Termodinamika STOP!
  8. 8. Catatan : -Energi dalam adalah suatu fungsi keadaan, yang hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir sistem -Kalor dan kerja bukan fungsi keadaan, tergantung pada jalannya proses sistem. d = diferensial eksak d = diferensial tak eksak ∫ ∫ = = b a b a QdQ Udw ∫ −= a b ab UUdu
  9. 9. - Energi dalam terdiri dari : energi transisi, energi vibrasi dan energi rotasi pada tingkat molekuler dari suatu materi - Kerja (W) adalah akibat aksi melawan gaya luar, yang dinyatakan : d W = F dh F adalah gaya luar dan dh adalah jarak perpindahan - Kerja tergantung pada 2 faktor yaitu faktor intensitas dan faktor kapasitas Jenis-jenis Kerja
  10. 10. KERJA EKSPANSI DAN KOMPRESI Kerja yang dilakukan oleh sistem dw = F dh (F=gaya dh = jarak) Kerja terhadap sistem dw = -F dh F = P (tekanan) x A (luas) maka : dw = -Pluar A dh Atau : dw = -Pluar dV Sehingga : dw = -Pluar dV Karena: dU = dq +dw maka : dU = dq - pdV Integrasinya adalah: atau ∆ U = q – P(V2 – V1) Atau ∆ U = q + w ∫ ∫ ∫−= 2 1 V V PdVdqdU Pluar A dhEkspansi: V2>V1 Kompresi: V2<V1 W-: sistem melakukan kerja W+: dilakukan kerja thd sistem
  11. 11. Beberapa terapan kerja (W)Beberapa terapan kerja (W) Pada proses reversibel (Pluar=Pdalam= P) dan isotermis (dT = 0) untuk gas ideal PV = n R T sehingga : wrev = - n R T ln (V2/V1) wrev = - n R T ln (P1/P2) Pada proses irreversibel (Pluar ≠ Pdalam) dan isotermis (dT=0) Wirrev = - Pluar dV untuk gas ideal , Wirrev = - Pluar (V2-V1) = - n R T (1-P2/P1) Pada proses ekspansi isotermal terhadap vakum (Pluar = 0) Wvak = 0 dVPW dalamrev −=∂  Kerja maksimum bisa dilakukan pada pemuaian gas ideal isotermis jika sistem beroperasi secara reversibel isotermal. (jelaskan!)
  12. 12. Entalpi (H) / Heat contentEntalpi (H) / Heat content • Pengertian entalpi dipakai untuk perubahan-perubahan pada tekanan tetap H = U + PV dan PV hanya targantung kedaan awal dan akhir sistem • Besarnya perubahan entalpi dari sistem : ∆H = H2 –H1 = (U2+P2V2) – (U1+P1V1) = (U2-U1) + (P2V2-P1V1) pada P tetap ∆ H = ∆ U + P(V2-V1) ∆ H = ∆ U + P ∆ V • Jika dihubungkan dengan hukum termodinamika pertama pada tekanan tetap berlaku: ∆ H = q
  13. 13.  EnthalpyEnthalpy the amount of energy possessed by athe amount of energy possessed by a thermodynamic system (thermodynamic system (seesee Thermodynamics) forThermodynamics) for transfer between itself and its environment. For example,transfer between itself and its environment. For example, in a chemical reaction, the change in enthalpy of thein a chemical reaction, the change in enthalpy of the system is the heat of the reaction. In a phase change, assystem is the heat of the reaction. In a phase change, as from a liquid to a gas, the change in enthalpy of thefrom a liquid to a gas, the change in enthalpy of the system is the latent heat of vaporization. In a simplesystem is the latent heat of vaporization. In a simple temperature change, the change in enthalpy with eachtemperature change, the change in enthalpy with each degree is the heat capacity of the system at constantdegree is the heat capacity of the system at constant pressure. The German physicist Rudolf J.E. Clausiuspressure. The German physicist Rudolf J.E. Clausius originated the term in 1850. Mathematically, enthalpyoriginated the term in 1850. Mathematically, enthalpy HH is identified asis identified as U + PVU + PV, where, where UU is internal energy,is internal energy, PP isis pressure, andpressure, and VV is volume.is volume. HH is measured in joules oris measured in joules or British termal units (BTUs). (Encarta 2007)British termal units (BTUs). (Encarta 2007) What is enthalpy ?STOP!
  14. 14. Pengukuran perubahan entalpiPengukuran perubahan entalpi  Perubahan entalpi mengikuti perubahan kimia dan fisika.  Diukur dengan kalorimeter • Kalorimeter api bertekanan tetap ∆H = q • Kalorimeter Bom, pada volume tetap, melelui ∆U dimana ∆U = q • untuk reaksi yang tidak menghasilkan gas ∆H ≅ ∆U • Untuk reaksi yang menghasilkan gas:  H = U + PV = U + nRT  ∆H = ∆U + ∆ (PV) = ∆U + ∆n gasRT  Dengan ∆n = n gas produk = n gas reaktan  Besarnya perubahan entalpi pada tekanan konstan setara dengan panas yang diserap sistem
  15. 15. Perubahan energi pada berbagai keadaanPerubahan energi pada berbagai keadaan -Perubahan energi pada volum konstan dV = 0 atau ∆U = qV Terjadi pada kalorimeter bom -Perubahan energi pada tekanan konstan dP = 0 U2 – U1= qp – p(V2 – V1) (U2+PV2) - (U1+PV1) = qp H2 - H1 = qp dqVdU PdVdW v = =−= 0 ∫−=∆ −= 2 1 dVPqU PdVdqdU p ∆H = qp
  16. 16. BAGAIMANA BOMB KALORIMETER BEKERJA? STOP!
  17. 17. Soal-soalSoal-soal  Dalam pemampatan reversibel isotermal dariDalam pemampatan reversibel isotermal dari 52 mmol gas ideal pada temperatur -1352 mmol gas ideal pada temperatur -13 oo C,C, volume gas berkurang sampai 1/3 volumevolume gas berkurang sampai 1/3 volume awal. Kerja dalam proses iniawal. Kerja dalam proses ini adalah..............adalah..............  Suatu gas menempati volume 0,5 L padaSuatu gas menempati volume 0,5 L pada tekanan 1,2 bar dan temperatur 0tekanan 1,2 bar dan temperatur 0 oo C. JikaC. Jika dimampatkan dengan tekanan udara luardimampatkan dengan tekanan udara luar tetap sebesar 100 bar, volume menyusut 60tetap sebesar 100 bar, volume menyusut 60 %. Kerja dalam proses ini adalah%. Kerja dalam proses ini adalah….….
  18. 18. Kapasitas panas (C)Kapasitas panas (C)  Kapasitas panas ( C ) : nisbah antara kalorKapasitas panas ( C ) : nisbah antara kalor yang dipasok dengan kenaikan suhu.. Satuanyang dipasok dengan kenaikan suhu.. Satuan Joule/KJoule/K  Kapasitas panas spesifik ( c ) : nisbah antaraKapasitas panas spesifik ( c ) : nisbah antara kalor yang dipasok pada sejumlah zat (Kg)kalor yang dipasok pada sejumlah zat (Kg) dengan perubahan suhu. Satuan Joule/K.Kgdengan perubahan suhu. Satuan Joule/K.Kg  Kapasitas kalor molar: J KKapasitas kalor molar: J K-1-1 molmol-1-1 ..  Secara matematis dinyatakan sebagai:Secara matematis dinyatakan sebagai: C = dq (proses)/dTC = dq (proses)/dT  Pada volume konstan,Pada volume konstan, CCVV = dq= dqVV /dT = (/dT = (∂U/∂T)∂U/∂T)VV  Pada tekanan tetapPada tekanan tetap CCPP = dq= dqPP /dT = (/dT = (∂H/∂T)∂H/∂T)PP
  19. 19. Berdasar pada Hk Term I -Pada V tetap : dV = 0 -Pada P tetap : dP = 0 Bila persamaan H = U + PV dideferensialkan terhadap T pada tekanan tetap : Sehingga dT PdVdU C + = ( )V V V T U dT q C ∂ ∂=     ∂ = ( ) ( )PP P T VP T UC ∂ ∂+ ∂ ∂= ( ) ( ) ( )pPp T VP T U T H ∂ ∂+ ∂ ∂= ∂ ∂ ( )P P T HC ∂ ∂=
  20. 20. Hubungan Cv dan Cp dapat dituliskan beberapa persamaan : ( ) ( ) ( )VT VP P TVP T P P HVCC T VP V UCC ∂ ∂ ∂ ∂−=− ∂ ∂+ ∂ ∂=− }{ }){( RCC VP =− Buktikan ! Untuk gas Ideal Buktikan ! STOP!
  21. 21. PERUBAHAN ENERGI PADA PERUBAHAN T DAN V  Energi dalam sebagai fungsi T dan V ; U= f(T,V)Energi dalam sebagai fungsi T dan V ; U= f(T,V)  Pada volume konstanPada volume konstan  Pada temperatur konstanPada temperatur konstan dT T U dU V       ∂ ∂ = dV V U dU T       ∂ ∂ = dV V U dTCdU dV V U dT T U dU T V TV       ∂ ∂ +=       ∂ ∂ +      ∂ ∂ =
  22. 22. PercobaanPercobaan JouleJoule  Bertujuan menentukanBertujuan menentukan ((∂U/∂V∂U/∂V ))TT Jika kran dibuka maka gas mengalir dari A ke B Joule menemukan bahwa tak ada perubahan suhu dq = 0 dT = 0 tak ada perubahan suhu dw = 0 kerja melawan vakum dU = 0 dU= (∂U/∂V )T dV=0 Karena dV≠0 maka (∂U/∂V )T=0 Pd isotermal dU tdk tgt dV
  23. 23. Perubahan entalpi pada perubahan P, T • Entalpi sebagai fungsi T dan p; H= f(T,P) • Cp diperoleh dengan kalorimeter • Untuk padatan dan cairan • Untuk gas ideal dP P H dTCdU dP P H dT T H dH T P TP       ∂ ∂ +=       ∂ ∂ +      ∂ ∂ = V P H T =      ∂ ∂ 0=      ∂ ∂ TP H
  24. 24. Perubahan energi pada proses adiabatis (dq = 0)Perubahan energi pada proses adiabatis (dq = 0) -untuk kerja P-T -pada gas ideal : dU = nCv(T) dT -untuk proses reversial Pluar = Pdalam wdU ∂= dVPdU luar−= dVPdTTnCv luar−=)( dV V nR T dTTnCv dV V nRTdTTnCv )()( ][)( −= −=
  25. 25.       −=      1 2 1 2 lnln V V R T T CV γγ γγ γ 2211 1 22 1 11 1 1 2 1 2 VPVP VTVT T T T T = =       =      −− − VC R V V T T       =      2 1 1 2 γ= V P C C 1−= γ VC R Jika CV konstan Maka
  26. 26. SoalSoal  0,412 gram glukosa dibakar dalam kalorimeter bom yang0,412 gram glukosa dibakar dalam kalorimeter bom yang kapasitas kalornya 541 J K-1, temperatur naik 7,801 K.kapasitas kalornya 541 J K-1, temperatur naik 7,801 K. Hitung entalpi molar pembakaran standar, energi dalamHitung entalpi molar pembakaran standar, energi dalam pembakaran standar dan entalpi pembentukan glukosapembakaran standar dan entalpi pembentukan glukosa standarnya.standarnya.  Hitung perubahan entropi dari 30 gram alumunium yangHitung perubahan entropi dari 30 gram alumunium yang dipanaskan dari 500 sampai 700 OC. Titik leleh 660OC,dipanaskan dari 500 sampai 700 OC. Titik leleh 660OC, kalor pelelehan 393 J g-1dan kapasitas kalor zat padatkalor pelelehan 393 J g-1dan kapasitas kalor zat padat dan zat cair masing-masing adalah : (31,8 + 3,15 .10-3dan zat cair masing-masing adalah : (31,8 + 3,15 .10-3 T) JK-1 mol-1 dan (34,3 + 1,12 .10-3 T) JK-1 mol-1.T) JK-1 mol-1 dan (34,3 + 1,12 .10-3 T) JK-1 mol-1.  Suatu tangki mengandung 20 L gas monoatomikSuatu tangki mengandung 20 L gas monoatomik terkompresi pada 10 atm dan 25oC. Hitung kerjaterkompresi pada 10 atm dan 25oC. Hitung kerja maksimum (dalam Jaoule) yang dilakukan bila gasmaksimum (dalam Jaoule) yang dilakukan bila gas terekspansi sampai tekanan 1 atm secara: a) isotermal,terekspansi sampai tekanan 1 atm secara: a) isotermal, b) adiabatisb) adiabatis

×