Tugas termodinamika

5,873 views

Published on

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

No Downloads
Views
Total views
5,873
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
154
Comments
0
Likes
5
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Tugas termodinamika

  1. 1. Nama : Irfan Himawan NPM :1013022039 Prodi : P. Fisika 2010/ A1. ProsesProses adalah urutan pelaksanaan atau kejadian yang terjadi secara alami atau didesain,mungkin menggunakan waktu, ruang, keahlian atau sumber daya lainnya, yang menghasilkansuatu hasil. Suatu proses mungkin dikenali oleh perubahan yang diciptakan terhadap sifat-sifat dari satu atau lebih objek di bawah pengaruhnya.Proses juga dapat diartikan sebagai perubahan koordinat dari suatu sistem2. Proses Kuasistatik dan Proses Non Kuasistatika. Proses KuasistatikJika proses berlangsung sangat lambat, maka setiap saat kita dapat menganggap seolah-olahgas berada dalam keadaan statik. Proses yang demikian disebut proses kuasistatik. Selamaproses kuasistatik persaman gas dapat digunakan. Dengan demikian, selama prosesberlangsung kita dapat menghitung volume gas jika tekanan dan suhunya diketahuiKeadaan gas maupun proses mudah digambarkan dalam diagram P-V:  Sumbu datar: volum gas  Sumbu vertikal: tekanan gas.Satu keadaan yang dimiliki gas diwakili oleh satu titik pada diagram P-V. Titik yang berbedamengandung informasi tekanan, suhu, atau volum yang berbeda sehingga mewakili keadaanyang berbeda.Sebuah kurva dari titik awal (keadaan awal) ke titik akhir (keadaan akhir) pada diagram P-V. P(Pa) (P1,V1,T1) proses (P2,V2,T2) V(m3)Keadaan gas selama proses ditentukan oleh nilai P,V, dan T pada titik-titik sepanjang kurva.
  2. 2. Proses Non Kuasistatik adalah Kebalikan dari proses kuasistatik, sistem termodinamik yangtidak dalam keadaan kesetimbangan termodinamik dan jika selama proses simpangan darikesetimbangan cukup besar.3. Proses isokhorik/isovolumik, isobarik, isotermal, adiabatika. Proses Isokhorik Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut : Pemanasan Pendinginan Isokhorik adalah proses perubahan keadaan yang terjadi pada volume tetap. Jika gasmelakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukanproses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak melakukanusaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor disini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV. QV = ∆UPenerapan proses isokhorik terjadi pada sebuah kipas dan baterai dalam sebuah wadahtertutup. Kipas bisa berputar menggunakan energi yang disumbangkan baterai. Untuk kasusini, kipas, baterai dan udara yang berada di dalam wadah dianggap sebagai sistem. Ketikakipas berputar, kipas melakukan kerja terhadap udara yang ada dalam wadah. Pada saat yangsama, energi kinetik kipas berubah menjadi energi dalam udara. Energi listrik pada bateraitentu saja berkurang karena sudah berubah bentuk menjadi energi dalam udara. Contoh inihanya mau menunjukkan bahwa pada proses isokorik (volume selalu konstan), kerja masihbisa dilakukan terhadap sistem (kerja yang tidak melibatkan perubahan volume).b. Proses Isobarik sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan
  3. 3. Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut : Pemanasan PendinginanIsobarik adalah proses perubahan keadaan yang terjadi pada tekanan konstan. Jika gasmelakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakanmelakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha(W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp. Prosessebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserapgas pada volume konstan QV =∆UJadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yangdiserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volumekonstan (QV).Proses isobarik ini dapat dijumpai pada kasus pemanasan air di dalam ketel mesin uap sampaike titik didihnya dan diuapkan sampai air menjadi uap, kemudian uap tersebutdisuperpanaskan (superheated), dengan semua proses berlangsung pada suatu tekanankonstan.. Sistem tersebut adalah H2O di dalam sebuah wadah yang berbentuk selinder.Sebuah pengisap kedap udara yang tak mempunyai gesekan dibebani dengan pasir untukmenghasilkan tekanan yang didinginkan pada H2O dan untuk mempertahankan tekanantersebut secara otomatis. Kalor dapat dipindahkan dari lingkungan ke sistem denganmenggunakan sebuah pembakar bunsen. Jika proses tersebut terus berlangsung cukup lama,maka air mendidih dan sebagian air tersebut diubah menjadi uap. Sistem tersebut bereskpansisecara kuasi statik tetapi tekanan yang dikerahkan sistem pada pengisap otomatis akankonstan.c. Proses Isotermal Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa :
  4. 4. Pemanasan PendinginanIsotermal adalah perubahan sistem dimana suatu suhu tetap, konstan: ΔT = 0. Ini terjadiketika suatu sistem berada dalam kontak dengan reservoir panas luar (mandi panas), danperubahan terjadi perlahan cukup untuk memungkinkan sistem untuk terus-menerusmenyesuaikan diri dengan suhu resrvoir melalui pertukaran panas. Dalam proses isotermal,nilai : ΔT = 0 = Q ≠ 0.Penerapan Proses Isotermal terjadi pada AC alias Air Conditioner alias Pengkondision Udaramerupakan seperangkat alat yang mampu mengkondisikan ruangan yang kita inginkan,terutama mengkondisikan ruangan menjadi lebih rendah suhunya dibanding suhu lingkungansekitarnya. Seperangkat alat tersebut diantaranya kompresor, kondensor, orifice tube,evaporator, katup ekspansi, dan evaporator dengan penjelasan sebagai berikut :Kompresor :Kompresor adalah power unit dari sistem sebuah AC. Ketika AC dijalankan, kompresormengubah fluida kerja/refrigent berupa gas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yangbertekanan tinggi. Gas bertekanan tinggi kemudian diteruskan menuju kondensor.Kondensor :Kondensor adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah/mendinginkan gas yangbertekanan tinggi berubah menjadi cairan yang bertekanan tinggi. Cairan lalu dialirkan keorifice tube.Orifice Tube :di mana cairan bertekanan tinggi diturunkan tekanan dan suhunya menjadi cairan dinginbertekanan rendah. Dalam beberapa sistem, selain memasang sebuah orifice tube, dipasangjuga katup ekspansi.Katup ekspansi :Katup ekspansi, merupakan komponen terpenting dari sistem. Ini dirancang untukmengontrol aliran cairan pendingin melalui katup orifice yang merubah wujud cairan menjadiuap ketika zat pendingin meninggalkan katup pemuaian dan memasuki evaporator/pendinginEvaporator/pendingin :refrigent menyerap panas dalam ruangan melalui kumparan pendingin dan kipas evaporatormeniupkan udara dingin ke dalam ruangan. Refrigent dalam evaporator mulai berubahkembali menjadi uap bertekanan rendah, tapi masih mengandung sedikit cairan. Campuranrefrigent kemudian masuk ke akumulator / pengering. Ini juga dapat berlaku seperti
  5. 5. mulut/orifice kedua bagi cairan yang berubah menjadi uap bertekanan rendah yang murni,sebelum melalui kompresor untuk memperoleh tekanan dan beredar dalam sistem lagi.Biasanya, evaporator dipasangi silikon yang berfungsi untuk menyerap kelembapan darirefrigent.d. Proses Adiabatik Sebelum proses Selama/akhir prosesJika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa : Pengembangan PemampatanAdiabatik adalah tidak ada kalor yang ditambahkan pada sistem atau meninggalkan sistem (Q= 0). Proses adiabatik bisa terjadi pada sistem tertutup yang terisolasi dengan baik. Untuksistem tertutup yang terisolasi dengan baik, biasanya tidak ada kalor yang dengan seenaknyamengalir ke dalam sistem atau meninggalkan sistem. Proses adiabatik juga bisa terjadi padasistem tertutup yang tidak terisolasi. Untuk kasus ini, proses harus dilakukan dengan sangatcepat sehingga kalor tidak sempat mengalir menuju sistem atau meninggalkan sistem Penerapan Proses Adiabatik terjadi pada motor diesel. Motor diesel dikategorikan dalammotor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) (biasanyadisebut “mobor bakar”). Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadienergi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) daribahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).4. Proses Reversible dan IrreversibleJika suatu sistem bergeser dari status keseimbangannya, sistem ini menjalani suatu proses danselama proses berlangsung sifat-sifat sistem berubah sampai tercapai keseimbangan statusyang baru. Proses reversible merupakan suatu proses perubahan yang bebas dari desipasi(rugi) energi dan dapat ditelusur balik dengan tepat. Sulit ditemui suatu proses yangreversible namun jika proses berlangsung sedemikian rupa sehingga pergeserankeseimbangan sangat kecil maka proses ini dapat dianggap sebagai proses yang reversible;proses yang demikian ini dianggap dapat berlangsung dalam arah yang berlawanan mengikutialur proses yang semula diikuti. Suatu proses dikatakan reversibel terhadap sistem maupunlingkungan apabila sistem dan lingkungan dikembalikan ke tingkat keadaannya yang mula-
  6. 6. mula dengan cara membalikkan arah proses yaitu arah transfer kalor dan arah transfer kerja.Dalam kenyataannnya tidak ada proses yang reversibel 100%, karena selalu ada kerugianenergi selama proses berlangsung. Proses yang reversibel semata-mata hanyalah suatuidealisasi. Meskipun demikian, proses yang reversibel memegang peranan yang sangatpenting yaitu sebagai rujukan bagi semua proses yang ireversibel.Terkait dengan Hukum IITermodinamika, proses yang reversibel adalah arah dari semua proses yang ireversibel .Contoh : :a.Pergerakan piston di dalam silinder selalu menimbulkan gesekan sehingga ada energi yang terbuang dalam bentuk kalor.b.Transfer kalor dari temperatur rendah ke temperatur yang tinggi tidak dapat berlangsung tanpa ada inputan energi dalam bentuk kerjaSedangkan proses yang irreversible (tidak reversible) merupakan proses yang dalamperjalanannya mengalami rugi (desipasi) energi sehingga tidak mungkin ditelusur baliksecara tepat. Secara alami kalor mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, tidaksebaliknya. Balok meluncur pada bidang, tenaga mekanik balok dikonversikan ke tenagainternal balok & bidang (kalor) saat gesekan. Proses tersebut termasuk proses tak terbalikkan(irreversible). Kita tidak dapat melakukan proses sebaliknya. Proses terbalikkan terjadi bilasistem melakukan proses dari keadaan awal ke keadaan akhir melalui keadaan setimbangyang berturutan. Hal ini terjadi secara quasi-statik. Sehingga setiap keadaan dapatdidefinisikan dengan jelas P, V dan T-nya. Sebaliknya pada proses irreversible,kesetimbangan pada keadaan perantara tidak pernah tercapai, sehingga P,V dan T takterdefinisikan.

×