PANAS <ul><li>Panas atau disebut juga kalor (Q) adalah suatu  be saran  energi atau usaha dengan satuan joule (J.Nm) dimen...
<ul><li>Dalam mekanika :  </li></ul><ul><li>Usaha (W) = Gaya (F) x Jarak (S)  , (Satuannya Watt) </li></ul><ul><li>Beberap...
SUHU DAN KALOR <ul><li>SUHU : </li></ul><ul><li>SUHU PADA SUATU BENDA DAPAT MENGALAMI PERUBAHAN. </li></ul><ul><li>PERUBAH...
<ul><li>Termometrik : </li></ul><ul><li>Mengetahui panas dinginnya suatu benda atau zat dengan mempergunakan indra peraba ...
PEMUAIAN  <ul><li>Pada umumnya , zat padat, zat cair dan gas akan memuai ketika dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan...
Pemuanain Zat Padat Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik Muai panjang  Lt  = L0 + ΔL = L0 + α L0 ΔT = L0 (1 + α ΔT) L...
Contoh kerugian akibat pemuaian zat padat <ul><li>Retaknya beton pembatas jalan </li></ul><ul><li>Bengkoknya rel kereta ap...
Pemuaian zat cair <ul><li>Pada zat cair hanya terjadi pemuaian volume atau ruang saja yang dirumuskan : </li></ul><ul><li>...
<ul><li>Telah disebutkan sebelumnya bahwa pada pemuaian , air memiliki suatu keistimewaan. Keistimewaan ini disebut anomal...
Pemuaian gas <ul><li>Ada 3 hukum tentang gas yang berkaitan dengan pemuaian gas </li></ul><ul><li>Seperti zat cair pada ga...
1.Hukum Boyle <ul><li>Hukum Boyle menjelaskan tentang pemuaian gas pada suhu tetap (proses isotermis) ,yaitu pada gas wala...
2.Hukum Charles atau Hukum Gay Lussac <ul><li>Dengan T = suhu mutlak gas (K) </li></ul><ul><li>Hukum Charles atau hukum ga...
3.Hukum Tekanan <ul><li>Hukum tekanan menjelaskan tentang pemuaian gas pada volume tetap (proses isohorik) ,yaitu apabila ...
Hukum Boyle-Gay Lussac/ Persamaan Gas Ideal <ul><li>Apabila ketiga hukum di atas digabungkan ,maka akan diperoleh suatu pe...
THERMODINAMKA <ul><li>Thermodinamika berasal dari dua kata , yaitu  </li></ul><ul><li>Thermal yakni berkenaan dengan panas...
Hukum-hukum Termodinamika <ul><li>Dalam mempelajari termodinamika dikenal ada 4 hukum termodinamika yaitu  </li></ul><ul><...
<ul><li>Hukum ke nol Thermodinamika </li></ul><ul><li>Dalam keadaan adiabatik suatu gas ideal dalam ruangan tertutup pemua...
Apabila ada dua sitem A dab B dalam keadaan setimbang termal, maka sistem ketiga C juga berada dalam keadaan setimbang ter...
II.Hukum Pertama  Thermodinamika E = U 1  – U 2  = Q-W <ul><li>Misalkan suatu zat berubah dari keadaan 1 ke keadaan 2 menu...
<ul><li>Q-W adalah sama untuk semua lintasan yang menghubungkan 1 dan 2 </li></ul><ul><li>Q adalah energi yang diberikan k...
Kasus khusus : Sistem yang terisolasi <ul><li>Adalah suatu sistem yang tidak melakukan usaha luar dan tidak ada panas yang...
III.Hukum Kedua Thermodinamika <ul><li>“ Tidak mungkin ada proses yang hasilnya hanya menyerap panas dari reservoir pada s...
<ul><li>Hukum pertama menolak kemungkinan untuk menciptakan dan memusnahkan energi , hukum kedua menolak kemungkinan untuk...
IV.Hukum Ketiga Thermodinamika <ul><li>Entropi (perubahan entropi) adalah pengukuran yang menyimpang dari suatu sistem </l...
PERPINDAHAN PANAS (TRANSFER PANAS) <ul><li>Rata-rata reaksi kimia di dalam tubuh tergantung pada temperatur </li></ul><ul>...
CARA PERPINDAHAN PANAS  <ul><li>Ada 4 cara suatu energi panas dapat lepas atau masuk ke dalam tubuh yakni : </li></ul><ul>...
<ul><li>Radiasi (aliran) </li></ul><ul><li>Adalah transfer energi panas dari suatu objek kepada objek lain tanpa adanya ko...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Termodinamika suhu dan kalor non reg

10,405 views

Published on

1 Comment
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
10,405
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
61
Actions
Shares
0
Downloads
131
Comments
1
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Termodinamika suhu dan kalor non reg

  1. 1. PANAS <ul><li>Panas atau disebut juga kalor (Q) adalah suatu be saran energi atau usaha dengan satuan joule (J.Nm) dimensinya kg/m.sec 2 </li></ul><ul><li>Suatu pengaliran panas , tidak lain adalah suatu perpindahan energi. </li></ul><ul><li>Contoh : Mula-mula air dipanaskan berubah menjadi uap yang memilki suhu dan tekanan yang lebih besar. Dalam keadaan seperti ini uap dapat melakukan usaha yang lebih besar dibandingkan dengan keadaan sebelumnya (misalnya : untuk menggerakan turbin) dan oleh sebab itu telah memperoleh energi dalam suatu proses yang melibatkan pengaliran panas </li></ul>
  2. 2. <ul><li>Dalam mekanika : </li></ul><ul><li>Usaha (W) = Gaya (F) x Jarak (S) , (Satuannya Watt) </li></ul><ul><li>Beberapa kepentingan mempelajari panas : </li></ul><ul><li>Bayi prematur disimpan dalam inkubator </li></ul><ul><li>Suhu tubuh relatif stabil walaupun suhu lingkungan berubah </li></ul><ul><li>Kegunaan kompres panas pada penderita sakit perut dan nyeri otot </li></ul><ul><li>Kegunaan mandi uap atau air hangat untuk relaksasi otot </li></ul><ul><li>Kegunaan mandi lumpur untuk mengurangi heat loss </li></ul><ul><li>Kegunaan radiasi elektromagnetik dan radiasi termal pada tubuh </li></ul><ul><li>Kegunaan suhu dingin untuk penyimpanan jaringan dan obat-obatan, bank sperma, bank darah </li></ul><ul><li>Kegunaan energi dingin pada tranplantasi jaringan </li></ul>
  3. 3. SUHU DAN KALOR <ul><li>SUHU : </li></ul><ul><li>SUHU PADA SUATU BENDA DAPAT MENGALAMI PERUBAHAN. </li></ul><ul><li>PERUBAHAN SUHU TERSEBUT DAPAT MENGAKIBATKAN PERUBAHAN SIFAT-SIFAT PADA BENDA TERSEBUT. </li></ul><ul><li>SIFAT-SIFAT BENDA YANG BERUBAH KARENA PERUBAHAN SUHU DISEBUT DENGAN SIFAT TERMOMETRIK ZAT YAKNI : </li></ul><ul><li>Pemuaian zat padat </li></ul><ul><li>Pemuaian zat cair </li></ul><ul><li>Pemuaian gas </li></ul><ul><li>Tekanan zat cair </li></ul><ul><li>Tekanan udara </li></ul><ul><li>Regangan zat padat </li></ul><ul><li>Hambatan zat terhadap arus listrik </li></ul><ul><li>Intensitas cahaya (radiasi) </li></ul>
  4. 4. <ul><li>Termometrik : </li></ul><ul><li>Mengetahui panas dinginnya suatu benda atau zat dengan mempergunakan indra peraba merupakan penilaian yang subyektif dan tidak ilmiah </li></ul><ul><li>Alat yang dipakai untuk pengukuran suhu disebut Termometer , prinsip dasarnya adalah fenomena pemuaian yang merupakan indeks temperatur Contoh : Termometer air raksa, dan termometer alkohol </li></ul><ul><li>Macam-macam Termometer : </li></ul><ul><li>Termometer air raksa atau alkohol </li></ul><ul><li>Termometer tahanan (termistor termometer) </li></ul><ul><li>Termometer elemen (termocouple) </li></ul><ul><li>Pyrometer optik </li></ul><ul><li>Termometer gas bervolume tetap </li></ul>
  5. 5. PEMUAIAN <ul><li>Pada umumnya , zat padat, zat cair dan gas akan memuai ketika dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan , </li></ul><ul><li>kecuali air . Air memiliki suatu keistimewaan, yaitu dipanaskan dari suhu 0 o C sampai pada 4 o C maka air akan menyusut dan jika didinginkan dari suhu 4 o C sampai pada 0 o C maka air akan memuai </li></ul>
  6. 6. Pemuanain Zat Padat Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik Muai panjang Lt = L0 + ΔL = L0 + α L0 ΔT = L0 (1 + α ΔT) L0 = panjang mula-mula (m) Lt = panjang pada suhu T (m) α = koefisien muai panjang (K-1) Δ L = perubahan panjang (m) Δ T = perubahan suhu (K) Muai luas At = A0 + ΔA = A0 + βA0 ΔT = A0 (1 + β ΔT) A0 = luas mula-mula (m2) At = luas pada suhu T (m2) β = koefisien muai luas (K-1) ΔA = perubahan luas (m2) ΔT = perubahan suhu (K) Muai volume Vt = V0 + ΔV = V0 + γV0 ΔT = V0 (1 + γΔT) V0 = volume mula-mula (m3) Vt = volume pada suhu T (m3) γ = koefisien muai volume (K-1) ΔV = perubahan volume (m3) ΔT = perubahan suhu (K)
  7. 7. Contoh kerugian akibat pemuaian zat padat <ul><li>Retaknya beton pembatas jalan </li></ul><ul><li>Bengkoknya rel kereta api </li></ul><ul><li>Runtuhnya jembatan </li></ul><ul><li>Solusi : </li></ul><ul><li>Beton pembatas jalan dibuat terputus-putus </li></ul><ul><li>Rel sambungan dibuat celah atau runcing </li></ul><ul><li>Ujung jembatan dibuat celah pemuaian </li></ul>
  8. 8. Pemuaian zat cair <ul><li>Pada zat cair hanya terjadi pemuaian volume atau ruang saja yang dirumuskan : </li></ul><ul><li>V = V o (1 + γ ΔT) </li></ul><ul><li>Pada zat cair ,ketika suhunya naik ,volumenya akan bertambah sementara massanya tetap. Akibatnya , massa jenis zat berkurang. Massa jenis zat cair setelah pemuaian dirumuskan ; </li></ul>ρ o = massa jenis zat mula-mula (g/cm 3 )
  9. 9. <ul><li>Telah disebutkan sebelumnya bahwa pada pemuaian , air memiliki suatu keistimewaan. Keistimewaan ini disebut anomali air, anomali air dapat dinyatakan dengan grafik seperti berikut : </li></ul>V(cm 3 ) T( o C) T( o C) ρ (g/cm 3 ) 4 4 0 0 Perubahan volume terhadap suhu Perubahan massa jenis terhadap suhu
  10. 10. Pemuaian gas <ul><li>Ada 3 hukum tentang gas yang berkaitan dengan pemuaian gas </li></ul><ul><li>Seperti zat cair pada gas juga hanya terjadi pemuaian volume atau ruang saja. Besar koefisien muai volume untuk semua jenis gas adalah sama yaitu : </li></ul>
  11. 11. 1.Hukum Boyle <ul><li>Hukum Boyle menjelaskan tentang pemuaian gas pada suhu tetap (proses isotermis) ,yaitu pada gas walaupun suhunya konstan, volumenya bisa berubah karena adanya perubahan tekanan </li></ul><ul><li>p 1 V 1 = p 2 V 2 atau p.V = konstan </li></ul><ul><li>p = tekanan gas (atm,N/m 2 , Pa) </li></ul><ul><li>V = volume gas (cm 3 atau m 3 ) </li></ul>p V 0
  12. 12. 2.Hukum Charles atau Hukum Gay Lussac <ul><li>Dengan T = suhu mutlak gas (K) </li></ul><ul><li>Hukum Charles atau hukum gay Lussac menjelaskan tentang pemuaian gas pada tekanan tetap (proses isobarik), yaitu bila gas dipanaskan pada tekanan tetap maka suhu dan volume berubah. </li></ul>
  13. 13. 3.Hukum Tekanan <ul><li>Hukum tekanan menjelaskan tentang pemuaian gas pada volume tetap (proses isohorik) ,yaitu apabila gas dipanaskan pada volume tetap ,maka tekanan dan suhu berubah </li></ul>
  14. 14. Hukum Boyle-Gay Lussac/ Persamaan Gas Ideal <ul><li>Apabila ketiga hukum di atas digabungkan ,maka akan diperoleh suatu persamaan umum yang disebut persamaan gas yang hanya berlaku pada gas ideal dengan tekanan diukur dalam keadaan absolut (yaitu dalam atm) dan suhu dinyakatan dengan suhu absolut (yaitu dalam Kelvin) </li></ul>
  15. 15. THERMODINAMKA <ul><li>Thermodinamika berasal dari dua kata , yaitu </li></ul><ul><li>Thermal yakni berkenaan dengan panas </li></ul><ul><li>Dinamika yakni berkenaan dengan pergerakan </li></ul><ul><li>Jadi yang dimaksud dengan Thermodinamika adalah : </li></ul><ul><li>Ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang energi yag berubah-rubah (dinamis) karena pengaliran panas dan usaha yang dilakukan </li></ul><ul><li>Berawal dari penyelidikan tentang berbagai mesin yang sengaja dirancang untuk melakukan usaha. </li></ul><ul><li>Misalnya : mesin mobil , dirancang untuk menjalankan mobil , turbin uap untuk menjalankan generator listrik </li></ul><ul><li>Merupakan akar dari beberapa cabang ilmu fisika </li></ul><ul><li>Mempelajari bukan hanya fenomena suhu tetapi juga tuntunan logika , sifat-sifat gas, larutan dan reaksi kimia </li></ul>
  16. 16. Hukum-hukum Termodinamika <ul><li>Dalam mempelajari termodinamika dikenal ada 4 hukum termodinamika yaitu </li></ul><ul><li>Hukum ke nol termodinamika </li></ul><ul><li>Hukum pertama termodinamika </li></ul><ul><li>Hukum kedua termodinamika </li></ul><ul><li>Hukum ketiga termodinamika </li></ul><ul><li>“ Pada pembahasannya akan lebih mudah bila menggunakan matematik ,tetapi sering terasa sulit untuk dimengerti, oleh karena banyak diperlukan imaginasi dan banyak kaitan dengan zat-zat, sehingga dalam pembahasannya dipakai gas oleh karena gas mempunyai sifat sederhana” </li></ul>
  17. 17. <ul><li>Hukum ke nol Thermodinamika </li></ul><ul><li>Dalam keadaan adiabatik suatu gas ideal dalam ruangan tertutup pemuaian sangat lambat tidak ada panas yang dimasukkan maupun dilepaskan. Jadi proses adiabatik adalah suatu proses dimana tidak ada panas masuk maupun keluar dari suatu sistem. </li></ul><ul><li>Dapat dilakukan dengan cara : </li></ul><ul><li>Membalut sistem dengan lapisan tebal isolasi panas </li></ul><ul><li>(misal :gabus, asbes, bata tahan api, dll) Contoh : termos dingin atau panas, kompresi campuran uap bensin dan udara pada langkah kompresi sebuah motor bensin </li></ul><ul><li>b. Melakukan proses secara cepat, karena proses pengaliran panas relatif berjalan lambat, maka tiap proses yang berjalan cukup cepat, praktisnya bersifat adiabatik </li></ul>
  18. 18. Apabila ada dua sitem A dab B dalam keadaan setimbang termal, maka sistem ketiga C juga berada dalam keadaan setimbang termal Contoh : plat seng yang diletakan diatas 2 termos berisi air panas <ul><li>Secara skematis digambarkan sebagai berikut : </li></ul>RUMUS : = SISTEM C SISTEM A SISTEM B
  19. 19. II.Hukum Pertama Thermodinamika E = U 1 – U 2 = Q-W <ul><li>Misalkan suatu zat berubah dari keadaan 1 ke keadaan 2 menurut lintasan tertentu , maka Q (kalor) yang diberikan itu akan diserap dan menyebabkan usaha sebesar W. Contoh mesin uap </li></ul>
  20. 20. <ul><li>Q-W adalah sama untuk semua lintasan yang menghubungkan 1 dan 2 </li></ul><ul><li>Q adalah energi yang diberikan kepada sistem oleh pemndahan panas dan W adalah energi yang terambil dari sistem oleh kerja atau usaha </li></ul><ul><li>Contoh Mesin uap mengambil panas dari sebuah wadah panas (ketel) , mengubah air (keadaan 1) menjadi uap air (keadaan 2), mengubah energi yang didapat sebagian menjadi usaha mekanik dan membuang selebihnya ke wadah dingin (water cooler) </li></ul><ul><li>Lemari es atau kulkas berlaku kebalikannya </li></ul>Dimana : U1 = Energi dalam keadaan 1 U2 = Energi dalam keadaan 2 Q = Kalor (energi) yang diberikan kepada sistem W = Usaha (energi) yang terambil dari sistem E = Energi untuk bekerja
  21. 21. Kasus khusus : Sistem yang terisolasi <ul><li>Adalah suatu sistem yang tidak melakukan usaha luar dan tidak ada panas yang mengalir ke dalamnya (adiabatik) </li></ul><ul><li>Terjadi W-Q = 0 dan  U = 0, artinya energi dalam suatu sistem terisolasi adalah konstan </li></ul><ul><li>Energi dalam suatu sistem yang terisolasi tidak dapat dirubah oleh proses apapun (proses listrik, mekanis, kimia ataupun biologis). Energi dalam suatu sistem hanya dapat dirubah jika ada aliran panas yang menembus dinding batasnya atauoleh kerja usaha </li></ul><ul><li>Contoh : Termos air panas yang dibuka tutupnya </li></ul><ul><li>“ Jadi hukum pertama Thermodinamika membahas tentang berapa energi yang diserap atau bebas dan menjadi usaha “ </li></ul>
  22. 22. III.Hukum Kedua Thermodinamika <ul><li>“ Tidak mungkin ada proses yang hasilnya hanya menyerap panas dari reservoir pada satu suhu dan mengubah seluruh panas ini menjadi usaha “ </li></ul><ul><li>Mesin ideal yaitu mesin yang tidak membuang panas dan yang mengubah seluruh panas yang diserap menjadi usaha mekanik, konsisten dengan hukum pertama thermodinamika </li></ul><ul><li>Mesin seperti ini tidak akan pernah ada. Tidak ada satu mesinpun yang dapat menyerap panas dan mengubah seluruhnya menjadi usaha (efisiensi 100%) </li></ul><ul><li>Contoh : Seandainya hukum termodinamika kedua tersebut tidak ada, maka </li></ul><ul><li>Manusia dapat meggerakan kapal laut dengan hanya mengambil panas dari lautan </li></ul><ul><li>Menjalankan pembangkit tenaga listrik dengan mengambil panas dari udara sekitar </li></ul>
  23. 23. <ul><li>Hukum pertama menolak kemungkinan untuk menciptakan dan memusnahkan energi , hukum kedua menolak kemungkinan untuk memanfaatkan energi menurut satu cara tertentu </li></ul><ul><li>Hukum kedua thermodinamika juga membahas mengenai efisiensi (dinyatakan dalam %) </li></ul><ul><li>Rumus : </li></ul><ul><li>W = Q 2 – Q 1 </li></ul>Dimana : n = Efisiensi W = Usaha yang dilakukan Q 1 = Banayaknya kalor yang diberikan (dilepaskan) Q 2 = Banyaknya kalor yang diterima (diserap)
  24. 24. IV.Hukum Ketiga Thermodinamika <ul><li>Entropi (perubahan entropi) adalah pengukuran yang menyimpang dari suatu sistem </li></ul><ul><li>Hukum ketiga thermodinamika : </li></ul><ul><li>Pada suhu 0 o C (nol absolut = - 273 o C) , perubahan entropi adalah konstan </li></ul><ul><li>Pada suhu 0 o K, maka koefisien kapasitas kalor dari seluruh zat cenderung nol </li></ul><ul><li>Apabila semua sistem yang mengambil bagian dalam suatu proses dimasukkan perhitungan , entropi akan tetap konstan atau berambah (tidak mungkn berkurang) </li></ul><ul><li>Contoh : penyimpanan sperma, darah , organ lain pada lemari es untuk “mematikan kerja sel” </li></ul>
  25. 25. PERPINDAHAN PANAS (TRANSFER PANAS) <ul><li>Rata-rata reaksi kimia di dalam tubuh tergantung pada temperatur </li></ul><ul><li>Hukum Vant Hoof menyatakan “ bahwa reaksi kimia tubuh seiring dengan menurunnya temperatur” </li></ul><ul><li>Fungsi pengaturan suhu terutama terletak pada reaksi biokimia dari organisme itu sendiri </li></ul><ul><li>Contoh : Keadaan hipotermia pada operasi jantung agar dapat mencegah terjadinya kekurangan oksigen , aliran darah dapat terhenti sejenak tanpa membahayakan jaringan, karena jaringan yang hipotermia membutuhkan oksigen yang sangat rendah </li></ul>
  26. 26. CARA PERPINDAHAN PANAS <ul><li>Ada 4 cara suatu energi panas dapat lepas atau masuk ke dalam tubuh yakni : </li></ul><ul><li>Konduksi (penghantaran) </li></ul><ul><li>Proses transfer panas objek yang suhunya lebih tinggi ke </li></ul><ul><li>objek yang suhunya lebih rendah dengan jalan kontak langsung. Contoh : pada pengompresan pasien yang demam </li></ul><ul><li>Konveksi (aliran) </li></ul><ul><li>Transfer panas yang terjadi dalam bentuk aliran. </li></ul><ul><li>Dapat terjadi karena perbedaan massa jenis antara udara panas dan udara dingin </li></ul><ul><li>Dapat terjadi bila angin secukupnya mengalir melalui tubuh </li></ul><ul><li>Pertukaran panas dan gaya konveksi berbanding lurus dengan kecepatan udara dan perbedaan temperatur antara kulit dan udara </li></ul><ul><li>Contoh pada mesin penghangat ruangan, pendinginan melalui kipas angin </li></ul>
  27. 27. <ul><li>Radiasi (aliran) </li></ul><ul><li>Adalah transfer energi panas dari suatu objek kepada objek lain tanpa adanya kontak langsung </li></ul><ul><li>Contoh : Radiasi dari cahaya matahari </li></ul><ul><li>4.Evaporasi (penguapan) </li></ul><ul><li>Adalah transfer panas dari bentuk cairan menjadi uap </li></ul><ul><li>Dapat terjadi apabila : </li></ul><ul><li>Adanya perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit dengan udara </li></ul><ul><li>Temperatur lngkungan di bawah normal sehngga evaporasi keringat terjadi (dapat menghilangkan panas dari tubuh) </li></ul><ul><li>Adanya gerakan angin </li></ul><ul><li>Adanya kelembaban </li></ul>

×