Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Termodinamika

13,252 views

Published on

MATERI PRESENTASI FISIKA UNTUK ANAK SMA KELAS XI PADA SEMESTER GENAP. SUDAH SAYA SUSUN DENGAN RINCI, MENARIK DAN DETAIL, SEHINGGA MEMUDAHKAN ANDA UNTUK MEMPELAJARINYA. Kunjungi saya di http://aguspurnomosite.blogspot.com

Published in: Education

Termodinamika

  1. 1. THERMIDINAMIKADrs. Agus Purnomoaguspurnomosite.blogspot.com
  2. 2. PENGERTIAN TERMODINAMIKAPengertian Menurut BahasaTermodinamika berasal dari bahasa Yunani, yaitu thermos yang berarti panas, dan dynamic yang berarti perubahan.Pengertian Secara UmumSecara umum mempunyai pengertian kajian mengenai kalor (panas) yang berpindah.
  3. 3. KONSEP-KONSEP DASAR TERMODINAMIKA• Termodinamika mempelajari hubungan antara panas, kerja dan energi serta perubahan-perbahan yang diakibatkannya terhadap sistem• Sistem kesetimbangan dalam termodinamika 1. Kesetimbangan termal 2. Kesetimbangan mekanik 3. Kesetimbangan materialIstilah – istilah penting dalam termodinamika kimia :• sistem : bagian dari alam semesta yang kita amati atau yang dipelajari• lingkungan : bagian diluar sistem yang yang masih berpengaruh atau dipengaruhi oleh sistem• Batas (boundary) : bagian yang memisahkan sistem dengan lingkungan.
  4. 4. Usaha Luar Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalorditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi(didinginkan) terhadap sistem. Jika kalorditerapkan kepada gas yang menyebabkanperubahan volume gas, usaha luar akandilakukan oleh gas tersebut. Usaha yangdilakukan oleh gas ketika volume berubah darivolume awal V1 menjadi volume akhir V2 padatekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kalitekanan dengan perubahan volumenya. 𝑊 = 𝑝∆𝑉 = 𝑝(𝑉2 − 𝑉1 )
  5. 5. Usaha LuarSecara umum, usaha dapat dinyatakansebagai integral tekanan terhadapperubahan volume yang ditulis sebagai 𝑉1 𝑊 = 𝑝 𝑑𝑉 𝑉1
  6. 6. Energi Dalam (U) Suatu gas yang berada dalam suhu tertentudikatakan memiliki energi dalam. Energi dalamgas berkaitan dengan suhu gas tersebut danmerupakan sifat mikroskopik gas tersebut.Meskipun gas tidak melakukan atau menerimausaha, gas tersebut dapat memiliki energi yangtidak tampak tetapi terkandung dalam gastersebut yang hanya dapat ditinjau secaramikroskopik.
  7. 7. Energi Dalam (U) Berdasarkan teori kinetik gas, gas terdiri ataspartikel-partikel yang berada dalam keadaan gerakyang acak. Gerakan partikel ini disebabkan energikinetik rata-rata dari seluruh partikel yang bergerak.Energi kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas.Jadi, energi dalam dapat ditinjau sebagai jumlahkeseluruhan energi kinetik dan potensial yangterkandung dan dimiliki oleh partikel-partikel didalam gas tersebut dalam skala mikroskopik. Dan,energi dalam gas sebanding dengan suhu mutlakgas. Oleh karena itu, perubahan suhu gas akanmenyebabkan perubahan energi dalam gas.
  8. 8. Energi Dalam (U)Secara matematis, perubahan energi dalam gasdinyatakan sebagai untuk gas monoatomik 3 ∆𝑈 = 𝑛𝑅∆𝑇 2Untuk gas diatomik 5 ∆𝑈 = 𝑛𝑅∆𝑇 2
  9. 9. Usaha (W) Usaha alias kerja merupakan prosesperpindahan energi melalui cara-cara mekanis. Usaha dalam gerak translasi : 𝑊 = 𝐹. 𝑠 Usaha dalam gerak rotasi: 𝑊 = 𝜏. 𝜃 Usaha pada termodinamika : 𝑊 = 𝑝∆𝑉 = 𝑝(𝑉2 − 𝑉1 )
  10. 10. Kalor (Q) Kalor mengalir dari benda bersuhu tinggi kebenda yang bersuhu rendah, dan akan berhentihingga suhu kedua benda sama. Kalor bukanlahsuatu jenis energi, melainkan energi yangberpindah. Jadi dapat disimpulkan bahwa kaloradalah energi yang berpindah akibat adanyaperbedaan suhu.
  11. 11. Proses TermodinamikaProses termodinamikaOperasi yang menyebabkan keadaan sistem berubahAda beberapa jenis proses termodinamika :Proses Isotermis , dT = 0, tidak ada perubahan temperatur sistemProses Adiabatik, dq = 0, tidak ada pertukaran panas antara sistem dengan lingkunganProses Isobaris , dP = 0, tekanan sistem konstanProses Isokoris, dV = 0, tidak ada perubahan volume sistemProses Siklis, dU = 0, dH = 0, Sistem melakukan beberapa proses yang berbeda tetapi akhirnya kembali pada keadaan semulaProses reversibel (Proses dapat balik ) : suatu proses yang berlangsung sedemikian hingga setiap bagian yang mengalami perubahan dikembalikan pada keadaan semula tanpa menyebabkan suatu perubahan lain.Proses irreversibel (proses tak dapat balik) : proses yang berlangsung dalam satu tahap, arahnya tak dapat dibalik kecuali dengan tambahan energi luar
  12. 12. Proses-proses Termodinamika Gas PROSES-PROSES TERMODINAMIKA  Proses Isobarik (1)  Tekanan konstan  Proses Isotermis (2)  Temperatur kontan  Proses Adiabatis (3)  Tidak ada kalor yang hilang  Proses Isokorik (4)  Volume konstan
  13. 13. Proses-proses Termodinamika Gas a. Proses isobarik Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan gas pada tekanan tetap. Persamaan keadaan untuk proses isobarik adalah V V2 V1 Catau T T2 T1 Ini adalah hukum Gay Lussac. Sedangkan rumus usahanya adalah W p V p (V 2 V1 )
  14. 14. PROSES ISOBARIK KERJA : Vf W pdV p kons tan Vi W p ( Vf Vi ) p V  KALOR Q nC P T nC P ( Tf Ti )  PERUBAHAN ENERGI DALAM : U Q W U nC P T p V pV nRT p V nR T CP CV R U nC P T nR T nC V T R = Konstanta gas universal = 8.31 J/mol.K CP = Kapasitas panas tekanan konstan
  15. 15. PROSES ISOKHORIK KERJA : Vf W pdV Vi Vf Vi W 0 KALOR Q nC V T nC V ( Tf Ti ) PERUBAHAN ENERGI DALAM : U Q W U nC V T n = Jumlah mol CV = Kapasitas panas volume konstan
  16. 16. Proses-proses Termodinamika Gasc. Proses isotermalJika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses inidinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan,tidak terjadi perubahan energi dalam dan berdasarkan hukum Itermodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukansistem (Q = W ).Persamaan keadaan untuk proses isokhorik adalah pV , karena T tetap maka : C T atau pV C p 2V 2 p1V1
  17. 17. PROSES ISOTERMIS KERJA : Gas Ideal : pV nRT nRT T kons tan p V Vf W pdV Vi  KALOR Vf nRT Vf W dV nRT ln Vi V Vi  PERUBAHAN ENERGI DALAM : U nC V T  KALOR : Vf U Q W Q U W nC V T nRT ln Vi
  18. 18. Proses-proses Termodinamika Gasd. Proses Adiabatik Proses adiabatik adalah proses perubahan keadaan sistem tanpa adanya kalor yang masuk ke atau keluar dari sistem (gas), yaitu Q = 0. PV PV PV tetap 1 1 2 2 atau ( 1) ( 1) ( 1) T1V 1 T 2V 2 TV tetap atau
  19. 19. PROSES ADIABATIK  KERJA : Adiabatik : pV kons tan CP C 1 p CV CV V Vf Vf W pdV CV dV Vi Vi 1 1 Vf W C V Vi 1 C 1 1 Vf Vi 1pV C p i Vi p f VfW C
  20. 20. C 1 1W Vf Vi 1pV C p i Vi p f Vf 1 1 1 1W p f Vf Vf p i Vi Vi p f Vf p i Vi 1 1 PERUBAHAN ENERGI DALAM : 1 Q 0 U Q W U W p f Vf p i Vi 1
  21. 21. Dengan > 1, merupakan hasil perbandingan kapasitas kalor gaspadatekanan tetap CP dan kapasitas kalor pada volume tetap CV. Yangdisebut konstanta Laplace. CP CVUsaha yang dilakukan oleh sistem (gas) hanya mengubah energidalam, sebab sistem tidak menerima ataupun melepas kalor. Besarnyausaha yang dilakukan oleh sistem dapat ditentukan denganmenerapkan rumus umum usaha, maka diperoleh persamaan 1 W ( P1V1 P2V 2 ) 1
  22. 22. U Q W W Q UIsokhorik 0 nC T V nC V TIsobarik p ( Vf Vi ) nC T nC P T VIsotermis Vf Vf 0 nRT ln nRT ln V1 V1Adiabatik 1 0 nC T p i Vi p f Vf V 1
  23. 23. Hukum I Termodinamika Jika kalor diberikan kepada sistem, volumedan suhu sistem akan bertambah (sistem akanterlihat mengembang dan bertambah panas).Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem,volume dan suhu sistem akan berkurang (sistemtampak mengerut dan terasa lebih dingin).Prinsip ini merupakan hukum alam yang pentingdan salah satu bentuk dari hukum kekekalanenergi.
  24. 24. Hukum I TermodinamikaSistem yang mengalami perubahan volume akanmelakukan usaha dan sistem yang mengalamiperubahan suhu akan mengalami perubahanenergi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepadasistem akan menyebabkan sistem melakukanusaha dan mengalami perubahan energi dalam.Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalanenergi dalam termodinamika atau disebuthukum I termodinamika.
  25. 25. Hukum I TermodinamikaSecara matematis, hukum I termodinamika dituliskansebagai 𝑄 = 𝑊 + ∆𝑈Secara sederhana, hukum I termodinamika dapatdinyatakan sebagai berikut.Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (ataudigoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda (krupuk)akan mengembang atau bertambah volumenya yangberarti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akanbertambah panas yang berarti mengalami perubahanenergi dalam U
  26. 26. Hukum I TermodinamikaUntuk setiap proses, apabila kalor Q diberikan kepada sistemdan sistem melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahanenergi dalam : U=Q–W Perjanjian tanda untuk W dan Q: 1. W (+) → sistem melakukan usaha terhadap lingkungan 2. W (–) → sistem menerima usaha dari lingkungan 3. Q (+) → sistem menerima kalor dari lingkungan 4. Q (–) → sistem melepas kalor pada lingkungan perubahan energi dalam
  27. 27. Siklus Termodinamika A – B proses isotermal B – C proses isobarik C – A proses isokhorik Usaha W yang dilakukan oleh sistem untuk satu siklus sama dengan luas daerah yang diarsir pada diagram PV siklus carnot
  28. 28. MESIN-MESIN KALOR W QH QC QCW QH QC 1 QH QH QH = Efisiensi mesin kalor
  29. 29. MESIN-MESIN PENDINGIN QC QC W QCW QH QC COP 1 W W WCOP = Coefficient Of Performance mesin pendingin
  30. 30. Hukum II Termodinamika Formulasi Kelvin-Planck menyatakanbahwa tidak mungkin untuk membuat sebuahmesin kalor yang bekerja pada suatu siklus yangsemata-mata mengubah energi panas yangdiperoleh dari suatu sumber pada suhu tertentuseluruhnya menjadi usaha mekanik.
  31. 31. Hukum II Termodinamika Hukum kedua termodinamika jugamenjelaskan bahwa kalor mengalir secaraspontan dari benda bersuhu tinggi ke bendayang bersuhu rendah dan tidak pernah secaraspontan mengalir ke arah yang sebaliknya.Sesuai dengan Formulasi Clausius yangmenyatakan bahwa “Tidak mungkin untukmembuat sebuah mesin kalor yang bekerjasemata-mata memindahkan energi panas darisuatu benda dingin ke benda panas.”
  32. 32. Pengertian entropi• Besaran termodinamika yang menyertai perubahan setiap keadan dari keadaan awal sampai keadaan akhir sistem.• Menyatakan ukuran ketidakteraturansuatu sistem• Sistem yang memiliki entropi tinggi berarti sistem tersebut makin tidak teratur
  33. 33. Mesin Carnot Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotesisyang beroperasi dalam siklus yang disebut siklusCarnot. Sebuah siklus termodinamika terjadiketika suatu sistem mengalami rangkaiankeadaan yang berbeda dan akhirnya kembalikeadaan semula. Dalam siklus ini, sistem dapatmelakukan usaha terhadaplingkungannya, sehingga disebut mesin kalor.
  34. 34. Kapasitas Kalor Gas Kapasitas kalor (C) adalah jumlah kalor ygdiperlukan untuk menaikkan temperatur darisuatu sampel bahan sebesar 1K.
  35. 35. aguspurnomosite.blogspot.com

×