Fisika TERMODINAMIKA

15,642 views

Published on

presentasi kelas 11 nihhh dari pada nganggur di laptp mendingan di share

Published in: Education
0 Comments
12 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
15,642
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
771
Comments
0
Likes
12
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Fisika TERMODINAMIKA

  1. 1. Kelompok 2 Nama: 1. Bhayangkara S.P. 2. Ferry .A 3. M. Iqbal .S 4. M. Ridwan 5. Pradhana .S
  2. 2. Apa itu Termodinamika? Cabang fisika yang berkaitan dengan hukum-hukum pergerakan panas,dan perubahan dari panas menjadi bentuk-bentuk energi yang lain
  3. 3. Pengertian Usaha, Kalor, dan Energi Formulasi Usaha, Kalor dan Energi Dalam Proses-proses Termodinamika Gas Hukum I Termodinamika Siklus Carnot Siklus OttoHukum II Termodinamika Video
  4. 4. Pengertian :  Kalor : perpindahan energi yang disebabkan oleh perbedaan suhu.  Usaha : perubahan energi melalui cara- cara mekanis yang tidak disebabkan oleh perubahan suhu.  Energi : besaran skalar yang berkaitan dengan kondisi objek.
  5. 5. Pengertian Energi Dalam Jumlah seluruh energi kinetik molekul sistem, ditambah jumlah energi potensial, timbul akibat adanya interaksi antara molekul sistem. Kerja yang dilakukan oleh sistem (sistem melepaskan energi). Secara matematis :
  6. 6. Formulasi Usaha  Proses Isobarik adalah proses yang terjadi pada tekanan tetap.  Rumus umum Usaha Gas:  Usaha dalam proses siklus : Usaha yang dilakukan oleh atau pada sistem gas yang menjalani suatu proses siklus sama dengan luas daerah yang dimuat oleh siklus tersebut.
  7. 7. Formulasi Kalor  Kalor yang diserap (atau diberikan) oleh sistem gas dapat dihitung dari rumus kalor, yaitu atau  Dengan :  c : kalor jenis gas  C : kapasitas kalor gas
  8. 8. Formulasi Energi Dalam  Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai :  Untuk gas monoatomik:  Untuk gas diatomik:  Dimana : 1. ∆U : perubahan energi dalam gas 2. n : jumlah mol gas 3. R : konstanta umum gas (R = 8,31 J mol−1 K−1) 4. ∆T : perubahan suhu gas (K)
  9. 9. Hukum termodinamika dibagi 2 yaitu : 1. Hukum I : prinsip kekekalan energi yang memasukkan kalor sebagai mode perpindahan energi. 2. Hukum II : bahwa aliran kalor memiliki arah, dengan kata lain, tidak semua proses di alam adalah reversibel (dapat dibalikkan arahnya)
  10. 10. Proses-proses Termodinamika Gas Proses Isobarik Proses perubahan gas pd P tetap. Usaha yg dilakukan :
  11. 11. Proses Isokhorik Proses perubahan gas pd V tetap.
  12. 12. Proses Isotermal Proses perubahan keadaan gas pd T tetap. atau
  13. 13. Total panas yang ditambahkan pada suatu sistem sama dengan perubahan energi internal sistem ditambah usaha yang dilakukan oleh sistem tersebut". Perhatikan Gambar. lingkungan sistem +Q -Q +W-W Hukum I Termodinamika Gas
  14. 14. Secara matematis hukum I Termodinamika, dirumuskan : U = U2-U1= Q – W +Q = sistem menerima kalor -Q = sistem mengeluarkan kalor +W = sistem melakukan usaha -W = sistem dikenai usaha
  15. 15.  Secara matematis. hukum termodinamika I pada sistem tertutup, dinyatakan sebagai: dU = dq + dw U = q + w  Dengan kata lain, perubahan energi dalam sistem (U) setara dengan panas yang diberikan pada sistem (q) dan kerja yang dilakukan terhadap sistem (w)  Jika hanya diberikan panas, berlaku: U = q  Jika hanya dilakukan kerja berlaku: U = w
  16. 16. Kapasitas Kalor Gas banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 1 kelvin. Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan berikut Q = C x∆T Q : kalor yang diserap (J) C : kapasitas kalor (J/K) ∆T : perubahan suhu (K) a. isokhorik, Δ W = 0 b. isotermal, Δ U = 0 c. adiabatik, Q = 0 Aplikasi : Mesin-mesin pembangkit energi dan pengguna energi.Semuanya hanya mentransfer dengan berbagai cara.
  17. 17. Hukum II Termodinamika “kalor mengalir secara alami dari benda yang panas ke benda yang dingin,kalor tidak akan mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas”.
  18. 18. MESIN KALOR  Alat yang berfungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik. Mesin kalor kalor menyerap energi Q1 dari benda bersuhu tinggi, sebab benda yang bersuhu rendah akan secara spontan menyerap energi tersebut. Benda bersuhu rendah dinyatakan mempunyai energi sebesar Q2. Efisiensi mesin kalor :
  19. 19. W = Q1 – Q2
  20. 20. Siklus Otto  Siklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan manusia. Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh penerapan dari sebuah siklus Otto. Secara thermodinamika, siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor tetap). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V)
  21. 21. Siklus Diesel  Siklus Rankine adalah siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Panas disuplai secara eksternal pada aliran tertutup, yang biasanya menggunakan air sebagai fluida yang bergerak. Siklus ini menghasilkan 80% dari seluruh energi listrik yang dihasilkan di seluruh dunia. Siklus ini dinamai untuk mengenang ilmuan Skotlandia, William John Maqcuorn Rankine. Siklus Rankine adalah model operasi mesin uap panas yang secara umum ditemukan di pembangkit listrik. Sumber panas yang utama untuk siklus Rankine adalah batu bara, gas alam, minyak bumi, nuklir, dan panas matahari.
  22. 22. Mesin Pendingin  Pada mesin pendingin terjadi aliran kalor dari reservoir bersuhu rendah ke reservoir bersuhu tinggi dengan melakukan usaha pada sistem.  Cp :
  23. 23. Soal 1. Energi dalam 4 mol gas pada suhu 500 K adalah 41.570 joule dan konstanta gas 8.314 joule/kmol. K, maka banyaknya derajat kebebasan dari gas tersebut adalah? Pembahasan :
  24. 24. Dik :U = 41570 joule R = 8314 j/mol.k T = 500 K n = 4 mol Dit : K=? Jawab : k/2 nRT 41570: k/2 · 4 · 8.314 · 500 k : 5
  25. 25. 2. Tekanan ban sebuah mobil pada awal perjalanan adalah 270 kPa. Setelah menempuh perjalanan selama 3 jam, tekanan ban menjadi 300 kPa. Berapakah Perubahan tenaga dakhil udara dalam ban jika udara dianggap gas sempurna? (cv= 20,88 J/mol dan volume ban dianggap tetap, 57 dm3) Pembahasan :
  26. 26. Dik : P1 = 270 kPa P2 = 300 kPa t = 3 jam V = 57 dm 3 = 57 liter Dit : U . . .? Jawab : U1= 3/2 PV = 3/2 . 270 . 57 = 405 . 57 = 23085 J U2= 3/2 PV = 3/2 . 300 . 57 = 450 . 57 = 25650 J ∆U = U2-U1 25650-23085 J = 2565 J
  27. 27. 3. Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha yang dihasilkan adalah…. Pembahasan :
  28. 28. η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 % Kurangi 100% η = ( 1 − 400/600) = 1/3 η = ( W / Q1 ) 1/3 = W/600 W = 200 J
  29. 29. 4. Sebuah mesin panas yang efisiensinya 20% memiliki daya keluaran 5kW. Mesin ini membuang kalor sebesar 8.000 J/siklus. Energi yang diserap per siklus oleh mesin dan interval waktu per siklusnya adalah Pembahasan :
  30. 30. 20% = η = 0,2 P = 5000 w Q2 = 8000 J Q1 = Q2+w Q1 = Q2+ η·Q1 Q1(1- η) = Q2 Q1(1-0,2) = Q2 Q1(0,8) = 8000J Q1 = 10000J = 10 kJ η = w/Q1 η = P · t/Q1 Q1 · η = P · t Q1 · 0,2 = 5000 · t 0,2 · 10.000 = 5000 · t 0,4 = t
  31. 31. 5. Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya…..% Pembahasan :
  32. 32. Data pertama: η = 40% = 4 / 10 Tt = 400 K hilangkan 100% η = 1 − (Tr/Tt) 4 / 10 = 1 − (Tr/400) (Tr/400) = 6 / 10 Tr = 240 K Data kedua : Tt = 640 K Tr = 240 K (dari hasil perhitungan pertama) η = ( 1 − Tr/Tt) x 100% η = ( 1 − 240/640) x 100% η = ( 5 / 8 ) x 100% = 62,5%
  33. 33. 6. Tekanan dalam suatu tanki ditunjukan oleh suatu pengukuran dari 300 psig. Tentukan tekanan absolut bila barometer menunjukan 76 cmHg (14,7) Penyelesaian
  34. 34. Dik : Pgauge=300 psig PAtm=14,7 psig Dit : Pabsolute= . . .? Jawab : Pabsolute=Patm+Pgauge =(14,7+300) =314,7 psig

×