Termodinamika & teori kinetik gas

10,295 views

Published on

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

No Downloads
Views
Total views
10,295
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
74
Actions
Shares
0
Downloads
485
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Termodinamika & teori kinetik gas

  1. 1. Teori dasar Konsep temperaturTemperatur merupakan ukuran kinetik mlekuler internal rata-rata sebuah benda. Bila sebuah benda dipanaskan atau didinginkan sebagian dari sifat fisisnya berubah. Sebagai contoh kebanyakan padatan dan gas jika dipanaskan akan memuai,aolumenya atau jika volumenya dijaga konstan,tekanan akan naik.Terdapat Empat skala suhu termometer yang didasarkan pada titk beku dan titik didih air murni,yaitu:
  2. 2. 1. Celcius (tC); titik beku air 0˚C dan titik didih air 100˚C2. Reamur (tR); titik beku air 0˚C dan titik didih air 80˚C3. Farenheit (tF); titik beku air 32˚C dan titik didih air 212˚C4. Kelvin (tK); dimana suhu terkecil itu diambil sebagai titik 0 yang terletak pada angka -273,16˚C Hubungan ketiga skala tersebut terhadap Celcius dituliskan dalam bentuk persamaan :
  3. 3. TEORI KINETIK GAS Teori kinetik zat membicarakan sifat zat dipandang dari sudut momentum. Peninjauan teori ini bukan pada kelakuan sebuah partikel, tetapi diutamakan padasifat zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel- partikel zat tersebut.
  4. 4. SIFAT GAS IDEAL• Gas terdiri atas partikel-partikel dalamjumlah yang besar sekali, yang senantiasabergerak dengan arah sembarang dantersebar merata dalam ruang yang kecil.•Jarak antara partikel gas jauh lebihbesar daripada ukuran partikel, sehinggaukuran partikel gas dapat diabaikan.•Tumbukan antara partikel-partikel gasdan antara partikel dengan dindingtempatnya adalah elastis sempurna.•Hukum-hukum Newton tentang gerakberlaku.
  5. 5. PERSAMAAN GAS IDEAL DAN TEKANAN (P)GAS IDEALP V = n R T = N k TP = tekanan gas idealT = suhu (K)R = 8,31 J/mol. KN = jumlah pertikelV = volume (m3)n = jumlah molekul gask = konstanta Boltzman = 1,38 x 10-23 J/KNo = bilangan Avogadro = 6,023 x 1023/mol
  6. 6. TEKANAN GAS PADA DINDING 1 = 1 PV = nMv 2 Nmv 2 3 3TEMPERATUR GAS IDEAL 1 T = m PV = Nmv 2 = N k T v2 3 3k HUBUNGAN TEKANAN DAN VOLUME DENGAN ENERGI KINETIK 2 Ek = 3 nRT Ek = 3 PV = Ek atau 2 NkT 3 2
  7. 7. Hukum BoyleHukum Boyle yang dapat dinyatakan berikut ini. “Apabila suhu gas yang berada dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya”. Secara sistematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan: P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2) V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3) P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2) V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3)Proses pada suhu konstan disebut proses isotermis.
  8. 8. Hukum CharlesHukum Charles yang dapat dinyatakan berikut ini. “Apabila tekanan gas yang berada dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.” Secara matematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan: V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3) T1 = suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K) V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3) T2 = suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)Proses yang terjadi pada tekanan tetap disebut proses isobaris.
  9. 9. Hukum Gay Lussac“Apabila volume gas yang berada pada ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya”. P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2) T1 = suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K) P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2) T2 = suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)Proses yang terjadi pada volume konstan disebut proses isokhorik.
  10. 10. Hukum Boyle-Gay Lussac Hukum Boyle-Gay Lussac merupakan gabungan daripersamaan (8.1), (8.2), dan (8.3), sehingga dapat dituliskan:
  11. 11. Hukum 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: A B C - TA = TB TA = TC - TB = TC
  12. 12. HUKUM TERMODINAMIKA PERTAMA “Jumlah panas yang ditambahkan dan usaha yang dilakukan pada sistem sama dengan perubahan energi internal sistem” Secara matematis. hukum termodinamika I dinyatakan sebagai: dU = dq + dw ∆U = q + w Jika hanya diberikan panas, berlaku: ∆U = q Jika hanya dilakukan kerja berlaku: ∆U = w
  13. 13. Kerja yang dilakukan oleh sistem dw = F dx (F=gaya dx = jarak)Kerja terhadap sistem dw = -F dx Pluar F = P (tekanan) x A (luas) maka : A dw = -Pluar A dx Sehingga : dw = -Pluar dV dx Karena: dU = dq +dw maka : dU = dq - pdV ∆ U = q – P(V2 – V1)
  14. 14. 4 macam proses termodinamika proses isobarik proses yang berlangsung pada tekanan tetap proses isokhorik proses yang berlangsung pada volume tetap proses isotermis proses yang berlangsung pada suhu tetap proses adiabatis proses yang berlangsung dimana tidak ada panas yangmasuk dan keluar
  15. 15. Entalpi (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
  16. 16. HUKUM KE IITERMODINAMIKA
  17. 17. HUKUM KE II TERMODINAMIKA Menurut Thomson- Kelvin-Planck Menurut Clausius
  18. 18. Proses TermodinamikProses ireversibelProses reversibel
  19. 19. MESIN KALOR
  20. 20. MESIN KALOR KETERANGAN : QH = Besarnya Input Kalor QC = Besarnya Kalor yang Dibuang W = Kerja yang Dilakukan
  21. 21. MESIN KALOR Untuk menghasilkan efisiensi yang tinggi, sebuah mesin kalor harus menghasilkan jumlah kerja yang besar dan kalor input yang kecil. Kerja yg dilakukan W e= = Input panas QH
  22. 22. MESIN KALOR• Sebuah mesin, harus mengikuti prinsip konservasi energi. Sebagian dari kalor input QH diubah menjadi kerja W, dan sisanya QC dibuang ke cold reservoir. Jika tidak ada lagi kehilangan energi dalam mesin, maka prinsip konservasi energi: QH=W+QC W = QH − QC W QH − QC QC e= e= = 1− QH QH QH

×