Dokumen tersebut membahas tentang gas ideal dan hukum-hukum termodinamika. Secara singkat, dokumen tersebut menjelaskan bahwa (1) partikel gas berhubungan dengan tekanan, volume dan suhu, (2) gas ideal memiliki sifat-sifat tertentu seperti ukuran partikel kecil dan gaya tarik menarik lemah, dan (3) hukum-hukum termodinamika seperti hukum Boyle dan hukum energi berlaku untuk

1. GAS DAN
TERMODINAMIKA

2. 1.PENDAHULUAN

3. “
- Partikel gas dalam ruang berhubungan
dengan tekanan, volume dan suhu.
- Berapapun partikel gas dapat
diletakkan dalam suatu ruangan
dengan volume tertentu, begitupula
sebaliknya.
3

4. SIFAT SIFAT
GAS IDEAL
1. Gas ideal memiliki ukuran partikel yang
sangat kecil dibanding ruangannya
2. Gas ideal bergerak secara cepat dan
sembarang, menurut garis lurus
3. Gas ideal bergerak akibat tumbukan
antarpartikel atau tumbukan dengan
ruangannya yang lenting sempurna
4. Gas ideal memiliki gaya tarik menarik
antarpartikel yang lemah.
4

5. PERSAMAAN
GAS IDEAL
5

6. PERSAMAAN GAS
IDEAL
P = tekanan gas (N/m2 atau Pa)
V = volume gas (m3)
n = jumlah mol partikel (mol)
N = jumlah partikel (partikel)
R = tetapan gas ideal (8,314 J/molK atau
0,082 atmL/molK)
K = tetapan Boltzmann (1,38 x 10-23 J/K)
T = suhgu mutlak gas (K)
Satuan tekanan yang
sering digunakan
1 bar = 105 Pa
1 atm = 76 cmHG = 760 mmHG
=1,01 bar = 1,01 X 105 Pa
Hubungan tetapan mol, dan
jumlah persamaan gas ideal
6
P.V = n.R.T P.V = N.k.T
• NA atau L = bilangan
Avogadro (6,02×1023
partikel)
• m = massa benda
(gram)
• M atau mm = massa
molar (Ar atau Mr)
(gram/mol)

7. Proses Isotermik
“Keadaan dimana suhu selalu konstan, dan
berlaku hukum boyle yang menghubungkan
volume dengan tekanan gas.”
7

8. Proses Isokhorik
“Keadaan dimana volume selalu konstan, dan
berlaku hukum gay lussac yang
menghubungkan tekanan dengan suhu gas.”
8

9. Proses Isobarik
“Keadaan dimana tekanan selalu konstan, dan
berlaku hukum charles ( Boyle Gay-Lussac)
yang menghubungkan volume dengan suhu gas.”
9

10. ENERGI
KINETIK GAS
10

11. Energi Kinetik Gas
○ Energi kinetik gas (EK) adalah energi yang dimiliki gas
akibat bergerak
○ Energi kinetik rata-rata suatu partikel gas secara
umum dapat dirumuskan :
○ Teori ekuipartisi energi menjelaskan bahwa energi kinetik
rata-rata dipengaruhi derajat kebebasan partikel gas.
○ Derajat kebebasan adalah kebebasan partikel gas untuk
bergerak dalam ruang akibat gerak translasi (vibrasi) dan
gerak rotasi.
11
mo = massa tiap partikel (kg)
v̅ = kecepatan rata-rata (m/s2)

12. • Gas monoatomik
Gas monoatomik hanya
melakukan gerak translasi (vibrasi)
ke tiga sumbu, sehingga f=3.
12
Energi kinetik rata-rata menurut teori ekuipartisi energi :
• Gas diatomik
Gas diatomik melakukan gerak
translasi (vibrasi) ke tiga sumbu dan
gerak rotasi pada sumbu y dan z,
sehingga f=5

13. ϕ Kecepatan rata-rata atau efektif (Vrms) gas ideal dapat dirumuskan :
ϕ Energi dalam gas (U) adalah total energi kinetik seluruh partikel gas dalam suatu ruangan.
13
mo = massa tiap partikel (kg)
ρ = massa jenis gas (kg/m3)
U = energi dalam gas (J)
N = jumlah partikel (partikel)

14. • Derajat kebebasan gas pada energi dalam gas dipengaruhi oleh suhu juga.
1) Gas monoatomik memiliki f=3, tidak dipengaruhi suhu.
2) Gas diatomik dipengaruhi suhu :
a. Suhu rendah (0-300 K) memiliki f=3
b. Suhu sedang (300-500 K) memiliki f=5
c. Suhu tinggi (500-1000 K) memiliki f=7
• Tekanan dan suhu gas ideal berdasarkan energi kinetik rata-ratanya dapat dirumuskan :
14

15. HUKUM
TERMODINAMIKA I
15

16. Hukum
Termodinamika I
○ Hukum termodinamika I adalah hukum
kekekalan energi pada gas, berbunyi :
○ Persamaan hukum termodinamika I
16
“Kalor yang diterima gas digunakan untuk
mengubah energi dalam gas menjadi usaha.”
Q = energi kalor (J)
∆U = perubahan energi dalam (J)
W = usaha gas (J)

17. o Usaha (W) pada gas dapat dirumuskan :
o Usaha pada grafik hubungan P-V :
o Perubahan energi dalam (U) dapat dirumuskan :
17
o Makna nilai usaha dari perubahan
energi dalam :
1. +W berarti gas melakukan usaha,
volume bertambah (ekspansi)
2. –W berarti gas menerima usaha,
volume berkurang (kompresi)
3. +∆U berarti terbentuk energi
dalam, suhu naik
4. -∆U berarti energi dalam berubah
menjadi usaha, suhu turun

18. 18
Proses-Proses Pada Gas :
1. Proses isobarik (P konstan)
Pada proses isobarik, berlaku:
Hukum termodinamika I
2. Proses isokhorik (V konstan)
Pada proses isokhorik, berlaku:
Hukum termodinamika I

19. 19
3. Proses isotermik (T konstan)
Pada proses isotermik, berlaku:
Hukum termodinamika I
4. Proses adiabatik (Q = 0)
Pada proses adiabatik, berlaku:
Hukum termodinamika I

20. 20
Tetapan Laplace adalah perbandingan
kapasitaskalor gas pada P konstan dengan
kapasitas kalor gas pada V konstan.
Tetapan Laplace pada gas monoatomik:
Tetapan Laplace pada gas diatomik:
Hubungan kapasitas kalor Cp dan Cv:
5. Siklus (isotermik)
Pada siklus gas, segala sesuatu tidak
bergantungproses, tetapi bergantung pada awal
dan akhir siklus.
Hukum termodinamika I
Cp = kalor jenis pada P konstan
(J/kgK)
Cv = kalor jenis pada V konstan
(J/kgK)
Y = tetapan Laplace (>1)

21. HUKUM
TERMODINAMIKA II
21

22. Hukum
Termodinamika II
○ Hukum termodinamika II dinyatakan oleh
Clausius dan Thomas-Kevin-Planck.
22
 Kalor tidak mengalir spontan dari dingin
ke panas, kecuali ada usaha dari luar
 Tidak ada mesin yang dapat mengibah
kalor menjadi usaha secara utuh dan
reversibel
 Tidak ada mesin yang bekerja hanya
dengan mengambil energi dari reservoir
panas kemudian membuangnya kembali
untuk menghasilkan mesin abadi.

23. Mesin kalor/panas adalah mesin yang mengubah kalor dari suatu sumber kalor (reservoir panas)
menjadi usaha dan sebagian lainnya dibuang ke lingkungan (reservoir dingin).
23
R. PANAS Q1 MESIN PANAS Q2 R. DINGIN
W
Hukum termodinamika II Efisiensi mesin panas
ƞ = efisiensi mesin panas
(<100%)
W = usaha (J)
Q2 = kalor yang diterima
dari reservoir panas (J)

24. • Mesin panas Carnot adalah mesin panas
yang efisiensinya mendekati 100% atau
mesin ideal.
• Siklus Carnot :
Hukum termodinamika II
Efisiensi mesin panas
24
Q1 dan Q2 = kalor input dan
output (J)
T1 dan T2 = suhu tinggi dan
rendah (K)

25. Mesin dingin/pendingin (refrigerator) adalah mesin yang menggunakan usaha untuk membuang
kalor dari lingkungan dalam (reservoir dingin) ke lingkungan luar (reservoir panas).
25
R. PANAS MESIN PANAS R. DINGINQ1 Q2
W
Hukum termodinamika II Koefisien performansi mesin dingin
Kp = koefisien
performansi (>1)
Q2 = kalor yang
dipindahkan dari reservoir
dingin (J)
W = usaha (J)

26. • Mesin dingin Carnot adalah mesin yang
bekerja berkebalikan dengan mesin panas
Carnot, yang koefisien performansinya besar.
Hukum termodinamika II
Koefisien performansi mesin dingin
26
Q1 dan Q2 = kalor input dan
output (J)
T1 dan T2 = suhu tinggi dan
rendah (K)

27. Thanks!
Any questions?
27