SlideShare a Scribd company logo
1 of 31
Download to read offline
KALOR 2
     Gas Ideal &
Hukum Termodinamika 1
Fenomena
• Gelembung air semakin
  membesar ketika
  bergerak ke atas



• Bagaimana Anda
  menerangkan fenomena
  ini ?
Hukum Gas
• Prinsip pemuaian tidak mampu menjelaskan ekspansi
  gas
   – Ketika gas memuai akan mengisi ruangan
   – Volume gas juga tergantung pada tekanan

• Perlu mencari hubungan antara volume, tekanan,
  temperatur dan massa  Persamaan Keadaan

• Ketika keadaan sistem berubah  akan menunggu
  sampai terjadi keadaan setimbang
Balon disiram nitrogen cair




• Melembung
  – ditiup (diisi oleh molekul gas, massa m)
  – mempunyai volume (V)
  – bentuknya tetap: Pi = Po
• Disiram Nitrogen cair
   – temperaturnya (T) diturunkan
Hukum gas ideal
• Robert Boyle (1627-1691)
  – Pada temperatur konstan 
    P >> bila V << dan
    sebaliknya
  – P berbanding terbalik dgn V
     PV = konstan
  – Berlaku pada hampir semua
    gas dengan kerapatan
    rendah
• Jacques Charles (1746-1823) Gay
  Lussac (1778-1850)
   – Pada kerapatan rendah, untuk
     gas
      • Temperatur absolut sebanding
        dengan tekanan pada volume
        konstan
      • Temperatur absolut sebanding
        dengan volume pada tekanan
        konstan
                PV = CT
   – C sebanding dengan jumlah
     gas sehingga
                   PV = NkT
      • N = jumlah molekul gas
      • k = konstanta Boltzman 1,381 x
        10-23 J/K
Terkadang lebih mudah
menyatakan jumlah gas
dalam mol daripada dalam
molekul sehingga
        PV = nRT
 • N = n NA
    – NA = bilangan avogadro 6,022 x
      1023 molekul/mol
    – n = jumlah mol gas

 • R = konstanta gas umum
    = 8,314 J/mol.K
    = 0,08206 L.atm/mol.K
• Gas ideal didefinisikan sebagai gas dimana PV/nT
  konstan untuk seluruh tekanan.
• Persamaan keadaan gas ideal
                            PV = nRT
• Massa molar M, massa 1 mol unsur/senyawa
   – Massa molar 12C = 12 g/mol
• Massa n mol gas m = nM                  m    nM
• Kerapatan gas ideal                   ρ=   =
                                          V     V
   – Pada temperatur tertentu,             M
     kerapatan gas ideal sebanding      ρ=    P
                                           RT
     dengan tekanan
• Perilaku gas ideal  perilaku gas nyata pada kerapatan
  dan tekanan rendah
• Untuk sejumlah gas tertentu PV/T = konstan, sehingga
  dapat ditulis
                           P V1 P2 V2
                            1
                               =
                            T1   T2
Interpretasi molekuler tentang temperatur:
                  teori kinetik gas
•   Temperatur gas adalah ukuran energi kinetik rata2 molekul2 gas
•   Asumsi-asumsi
     – Gas terdiri dari sejumlah molekul yang bertumbukan elastik satu sama
       lain dan dgn dinding wadah
     – Molekul terpisah secara rata2 oleh jarak yang besar dibandingkan dgn
       diameter masing2 dan tidak saling memberikan gaya kecuali bila
       bertumbukan  gas ideal
     – Tanpa adanya gaya eksternal, tidak ada posisi yang dicenderungi oleh
       molekul dalam wadah dan tidak ada kecenderungan arah vektor
       kecepatan
• Energi kinetik rata2 (translasi) untuk gerak
  satu arah (sb x saja)
                              K x ,rata − rata = 1 kT
                                                 2

• Energi kinetik translasi molekul rata2
  (temperatur menjadi ukuran)
                                          K rata − rata = 3 kT
                                                          2

• Energi kinetik translasi total n mol gas
  mengandung N molekul
             K = NK rata − rata = 3 NkT = 3 nRT
                                  2       2

• Kelajuan rata2
                                     3kT   3RT
                            vrms   =     =
                                      m     M
Contoh soal
• 100 g CO2 menempati volume 55 L pada
  tekanan 1 atm   (576)



   – Carilah temperaturnya
   – Jika volume ditambah menjadi 80 L dan temperatur
     dijaga konstan, berapa tekanan yang baru
• Gas oksigen (O2) mempunyai massa molar
  sekitar 32 g/mol dan gas hidrogen (H2)
  mempunyai massa molar 2 g/mol. Tentukanlah
 (579)


   – Kelajuan rata2 molekul oksigen
   – Kelajuan rata2 molekul hidrogen jika temperaturnya
     300 K
Hukum Pertama Termodinamika
• Pernyataan kekekalan energi
• Percobaan Joule
   – Dibutuhkan 4,18 satuan usaha mekanik untuk menaikkan
     temperatur 1 g air 1oC
   – 4,18 J = 1 kal energi panas  ekivalensi mekanis dari panas
   – Cara lain pakai generator listrik, melepas air jatuh dari
     ketinggian tertentu
   – Usaha yang dilakukan harus menjadi pertambahan energi
     internal sistem (perubahan temperatur/perubahan fasa)
contoh

• Bila sebuah tabung air yang terisolasi secara
  termis dijatuhkan dari ketinggian h dan
  membentur tanah secara tak elastis, berapa h
  agar temperatur air naik 1 oC?
    Agar temperatur naik 1 oC maka energi internal air
    harus naik 4,18 J utk tiap gram air.
           mgh = m (4,18kJ/kg)
           h = 426 m
Hukum Pertama Termodinamika

• Panas neto yang ditambahkan pada
  suatu sistem sama dengan
  perubahan energi internal sistem
  ditambah usaha yang dilakukan oleh
  sistem.
            Q = ΔU + W
   Q = +  panas masuk ke sistem
       -  panas keluar dari sistem
   U = energi internal sistem
   W = +  usaha dilakukan oleh sistem
       -  usaha dilakukan pada sistem
contoh
• Sebuah pemanas air menggunakan listrik sebagai
  sumbernya digunakan untuk memanaskan 3 kg air pada
  80oC. Usaha yang diberikan filamen pemanas 25 kJ
  sementara panas yang terbuang karena konduksi
  sebesar 15 kkal. Berapa perubahan energi internal
  sistem dan temperatur akhir ?
     Panas terbuang 15 kkal = 62,7 kJ
     Q = ΔU + W
     -62,7 kJ = ΔU -25 kJ  ΔU = -37,7 kJ

                − 37,7kJ
      ∆T =                    = −3,01o C
           4,18kJ / kg oCx3kg

     T’ = 76,9oC
• U  sifat sistem, tergantung keadaan sistem
• Sistem (P1 V1) diperlakukan  P2 V2 U2 T2 jika
  dikembalikan ke kondisi awal maka P1 V1 serta T1
  dan U1
• Q dan W bukan fungsi keadaan sistem.
• Untuk jumlah besaran Q, U dan W yang sangat
  kecil dQ = dU + dW
Energi internal gas ideal
• Temperatur gas ideal dihubungkan dengan
  energi kinetik translasi molekul2 gas
                         K = 3/2 nRT
• Jika energi translasi ini diambil sbg energi
  internal total gas, maka U hanya tergantung
  pada temperatur tidak pada volume atau
  tekanan           U = 3/2 nRT
• Jika ada energi lain maka pers U akan berharga
  lain dr pers di atas, misal ada gaya tarik menarik
  antar molekul.
Percobaan Joule
•   Apakah energi internal tergantung volume?
•   A = gas, B = kosong, sistem terisolasi termis dan tidak ada usaha
    yang bekerja oleh dan pada sistem.
•   Kran dibuka, gas dr A menerobos ke B  ekspansi bebas, lalu gas
    mencapai kesetimbangan
•   Uawal = Uakhir  temperatur konstan
•   Volume bertambah energi potensial krn gaya tarik naik  energi
    kinetik translasi turun  temperatur turun
•   Eksperimen Joule  temperatur konstan, hanya berlaku utk gas
    ideal (kerapatan rendah)
•   Energi internal hanya tergantung pada temperatur
Usaha dan diagram PV untuk gas
• Usaha mesin2  mengubah energi termis menjadi
  usaha yg dapat dipakai
• Gas berekspansi  menggerakkan piston
  – Mesin uap, uap panas menggerakkan piston
  – Mesin bensin, uap bensin + udara meledak, ekspansi yang
    cepat
• Piston digerakkan perlahan, maka gas akan
  mengembang/merapat tanpa pernah jauh dari keadaan
  kesetimbangan  proses kuasi-statik
• Tidak ada percepatan pada gerak piston, ada gaya
  eksternal PA yang mendorong melawan piston, maka
  kerja yang dilakukan gas pada piston
                dW = F dx = PA dx = P dV
  – Kompresi  dV negatif, usaha dilakukan pada gas
  – Ekspansi  dV positif, usaha dilakukan oleh gas
• Usaha  diagram PV
• Usaha = luas daerah di bawah kurva



       W = ∫ P dV



• Ekspansi isobarik
• 1 L.atm = 101,3 J
• Persamaan gas ideal PV = nRT
contoh
•   Gas ideal P1V1 = P2V2 = nRT (temperatur akhir sama)
•   Lintasan A, gas dipanaskan, volume membesar V2 lalu didinginkan,
    tekanan menurun P2. Usaha P1(V2 – V1)
•   Lintasan B, gas didinginkan, tekanan turun P2 lalu dipanaskan dgn
    tekanan konstan, volume membesar V2. Usaha P2(V2-V1)
•   Lintasan C, tekanan dan volume berubah sepanjang proses,
    temperatur konstan  ekspansi isotermis

                          V2
    Wisotermis   = nRT ln
                          V1
Proses siklis
 • Usaha yang dilakukan dan panas yang diberikan
   hanyalah tergantung pada bagaimana sebuah sistem
   berubah dari satu keadaan ke keadaan lain, tetapi
   perubahan energi internal tidak bersifat demikian
 • WAB = P(VB – VA) = 2 L.atm
 • WCD = P(VD-VC) = -1 L.atm
 • Usaha neto = WAB – WCD = 1 L.atm
 • Jika energi internal konstan maka harus ditambahkan
   panas sebesar 1 L.atm
Proses Isotermal

• Selama proses temperatur sistem tetap
  konstan


     A


                B
Proses Isotermal
• Misalkan suatu gas ideal berada pada kontainer
  dengan piston yang bebas bergerak
  – Saat awal keadaan sistem (gas) pada titik A
  – Ketika Q diberikan pada sistem  terjadi ekspansi ke
    B
  – Temperatur (T) dan massa gas (m) konstan selama
    proses


∆U = 3 n R ∆T = 0
     2


           Hk. Termodinamika ke-1: ∆U = Q – W = 0


                             W = Q
Proses Adiabatik
• Selama proses tidak terjadi transfer panas yang
  masuk atau keluar sistem
  Proses adiabatik terjadi pada sistem terisolasi atau dapat
terjadi pada sistem yang mempunyai proses yang sangat cepat


   Q=0

               Hk. ke-1: ∆U = Q – W = 0


                                      ∆U = - W
Proses Adiabatik

• Perbedaan Diagram PV untuk gas Ideal antara
  proses adiabtik ( 1 – 2 ) dan isotermal
                               Contoh Proses
                                 adiabatik
                               Piston motor
Proses Isobarik
• Selama proses tidak terjadi perubahan tekanan pada
  sistem

Pada umumnya terjadi pada sistem yang mempunyai kontak langsung
dengan tekanan atmosfer bumi yang dianggap konstan (misal: reaksi
                            biokimia)
Proses Isokhorik

•   Selama proses volume sistem tidak mengalami perubahan
•   Disebut juga proses: volume konstan, isometrik, isovolumik

    Proses ini terjadi pada sistem yang mempunyai volume (wadah) yang
                     kuat, tertutup dan tidak dapat berubah

                             V = 0 , jadi W = 0


                                       Hk. ke-1: ∆U = Q – W = 0


                                                            ∆U = Q
• SR-71 Blackbird dengan panjang 107 feet 5 inch adalah salah satu
  pesawat tercepat di dunia. Pada ketinggian 80.000 feet kecepatannya
  dapat mencapai mach 3. Ketika mendarat setelah penerbangan yang
  jauh pesawat ini sekitar 30 menit sangat panas untuk disentuh dan
  ternyata panjangnya bertambah 6 inch dibanding ketika take off. Jika
  koefisien muai linier blackbird 24 x 10-6 K-1 dan suhu ketika take off
  23oC, berapa suhu blackbird ketika baru saja mendarat?
• What mass of steam initially at 130°C is needed to warm 200 g of
  water in a 100-g glass container from 20.0°C to 50.0°C? What if the
  final state of the system is water at 100°C? Would we need more or
  less steam?
• Suppose 1.00 g of water vaporizes isobarically at atmospheric
  pressure (1.013 x 105 Pa). Its volume in the liquid state is Vi = Vliquid
  = 1.00 cm3, and its volume in the vapor state is Vf = Vvapor = 1 671
  cm3. Find the work done in the expansion and the change in internal
  energy of the system. Ignore any mixing of the steam and the
  surrounding air—imagine that the steam simply pushes the
  surrounding air out of the way.
• Sebuah pemanas listrik memiliki daya 3 kW digunakan untuk
  mendidihkan 1,5 kg air dengan suhu 18oC. Berapakah energi yang
  diperlukan untuk menaikkan suhu air hingga titik didihnya? Berapa
  waktu yang diperlukan untuk mencapai titik didih air?

kuis
Mesin 4 langkah

More Related Content

What's hot

Penerapan hukum 2 termodinamika
Penerapan hukum 2 termodinamikaPenerapan hukum 2 termodinamika
Penerapan hukum 2 termodinamikaFKIP UHO
 
Laporan Praktikum Pembuatan Tawas
Laporan Praktikum Pembuatan TawasLaporan Praktikum Pembuatan Tawas
Laporan Praktikum Pembuatan TawasDila Adila
 
kel-01-elektrokimia.ppt
kel-01-elektrokimia.pptkel-01-elektrokimia.ppt
kel-01-elektrokimia.pptIrwan650398
 
Tetapan Kesetimbangan dan Energi Bebas
Tetapan Kesetimbangan dan Energi BebasTetapan Kesetimbangan dan Energi Bebas
Tetapan Kesetimbangan dan Energi Bebasninisbanuwati96
 
Termodinamika (14) c prinsip_perubahan_entropi
Termodinamika (14) c prinsip_perubahan_entropiTermodinamika (14) c prinsip_perubahan_entropi
Termodinamika (14) c prinsip_perubahan_entropijayamartha
 
Difraksi, partikel dalam kotak dan prinsip ketaktentuan
Difraksi, partikel dalam kotak dan prinsip ketaktentuanDifraksi, partikel dalam kotak dan prinsip ketaktentuan
Difraksi, partikel dalam kotak dan prinsip ketaktentuanSMA Negeri 9 KERINCI
 
Makalah Gas Tidak Ideal (Real Gas)
Makalah Gas Tidak Ideal (Real Gas)Makalah Gas Tidak Ideal (Real Gas)
Makalah Gas Tidak Ideal (Real Gas)Nurfaizatul Jannah
 
Reaksi dan-pembuatan-senyawa-kompleks fix
Reaksi dan-pembuatan-senyawa-kompleks fixReaksi dan-pembuatan-senyawa-kompleks fix
Reaksi dan-pembuatan-senyawa-kompleks fixSilvia Marceliana
 
Soal termodinamika serta pembahsan
Soal termodinamika serta pembahsanSoal termodinamika serta pembahsan
Soal termodinamika serta pembahsanrohmatul ifani
 
DISTRIBUSI SOLUT ANTARA DUA PELARUT TAK BERCAMPUR
DISTRIBUSI SOLUT ANTARA DUA PELARUT TAK BERCAMPURDISTRIBUSI SOLUT ANTARA DUA PELARUT TAK BERCAMPUR
DISTRIBUSI SOLUT ANTARA DUA PELARUT TAK BERCAMPURLinda Rosita
 
PPT UNTUK PERSENTASI KIMIA TENTANG LARUTAN
PPT UNTUK PERSENTASI KIMIA TENTANG LARUTANPPT UNTUK PERSENTASI KIMIA TENTANG LARUTAN
PPT UNTUK PERSENTASI KIMIA TENTANG LARUTANAdam Budiman
 
3 termodinamika gas ideal dan gas nyata - copy
3 termodinamika  gas ideal  dan gas nyata - copy3 termodinamika  gas ideal  dan gas nyata - copy
3 termodinamika gas ideal dan gas nyata - copyMahammad Khadafi
 
pembuatan natrium tiosulfat
pembuatan natrium tiosulfatpembuatan natrium tiosulfat
pembuatan natrium tiosulfatYasherly Amrina
 

What's hot (20)

Termodinamika modul
Termodinamika modulTermodinamika modul
Termodinamika modul
 
Penerapan hukum 2 termodinamika
Penerapan hukum 2 termodinamikaPenerapan hukum 2 termodinamika
Penerapan hukum 2 termodinamika
 
Laporan Praktikum Pembuatan Tawas
Laporan Praktikum Pembuatan TawasLaporan Praktikum Pembuatan Tawas
Laporan Praktikum Pembuatan Tawas
 
Sintesis gas hidrogen
Sintesis gas hidrogenSintesis gas hidrogen
Sintesis gas hidrogen
 
Struktur Kristal
Struktur KristalStruktur Kristal
Struktur Kristal
 
kel-01-elektrokimia.ppt
kel-01-elektrokimia.pptkel-01-elektrokimia.ppt
kel-01-elektrokimia.ppt
 
Entropi (new)
Entropi (new)Entropi (new)
Entropi (new)
 
Tetapan Kesetimbangan dan Energi Bebas
Tetapan Kesetimbangan dan Energi BebasTetapan Kesetimbangan dan Energi Bebas
Tetapan Kesetimbangan dan Energi Bebas
 
Termodinamika (14) c prinsip_perubahan_entropi
Termodinamika (14) c prinsip_perubahan_entropiTermodinamika (14) c prinsip_perubahan_entropi
Termodinamika (14) c prinsip_perubahan_entropi
 
Difraksi, partikel dalam kotak dan prinsip ketaktentuan
Difraksi, partikel dalam kotak dan prinsip ketaktentuanDifraksi, partikel dalam kotak dan prinsip ketaktentuan
Difraksi, partikel dalam kotak dan prinsip ketaktentuan
 
Makalah Gas Tidak Ideal (Real Gas)
Makalah Gas Tidak Ideal (Real Gas)Makalah Gas Tidak Ideal (Real Gas)
Makalah Gas Tidak Ideal (Real Gas)
 
Reaksi dan-pembuatan-senyawa-kompleks fix
Reaksi dan-pembuatan-senyawa-kompleks fixReaksi dan-pembuatan-senyawa-kompleks fix
Reaksi dan-pembuatan-senyawa-kompleks fix
 
Soal termodinamika serta pembahsan
Soal termodinamika serta pembahsanSoal termodinamika serta pembahsan
Soal termodinamika serta pembahsan
 
DISTRIBUSI SOLUT ANTARA DUA PELARUT TAK BERCAMPUR
DISTRIBUSI SOLUT ANTARA DUA PELARUT TAK BERCAMPURDISTRIBUSI SOLUT ANTARA DUA PELARUT TAK BERCAMPUR
DISTRIBUSI SOLUT ANTARA DUA PELARUT TAK BERCAMPUR
 
PPT UNTUK PERSENTASI KIMIA TENTANG LARUTAN
PPT UNTUK PERSENTASI KIMIA TENTANG LARUTANPPT UNTUK PERSENTASI KIMIA TENTANG LARUTAN
PPT UNTUK PERSENTASI KIMIA TENTANG LARUTAN
 
3 termodinamika gas ideal dan gas nyata - copy
3 termodinamika  gas ideal  dan gas nyata - copy3 termodinamika  gas ideal  dan gas nyata - copy
3 termodinamika gas ideal dan gas nyata - copy
 
6 termokimia (entalphi)
6 termokimia (entalphi)6 termokimia (entalphi)
6 termokimia (entalphi)
 
Pertemuan 1 anorg.lanjut
Pertemuan 1 anorg.lanjutPertemuan 1 anorg.lanjut
Pertemuan 1 anorg.lanjut
 
pembuatan natrium tiosulfat
pembuatan natrium tiosulfatpembuatan natrium tiosulfat
pembuatan natrium tiosulfat
 
HUKUM TERMODINAMIKA 1,2,3
HUKUM TERMODINAMIKA 1,2,3HUKUM TERMODINAMIKA 1,2,3
HUKUM TERMODINAMIKA 1,2,3
 

Viewers also liked

Anatomi serangga
Anatomi seranggaAnatomi serangga
Anatomi seranggaastutirisa
 
Pengendalian Serangga ppt
Pengendalian Serangga pptPengendalian Serangga ppt
Pengendalian Serangga pptNuroni Harahap
 
12. sma kelas xi rpp kd 3.11 pers.gelombang (karlina 1308233)
12. sma kelas xi rpp kd 3.11 pers.gelombang (karlina 1308233)12. sma kelas xi rpp kd 3.11 pers.gelombang (karlina 1308233)
12. sma kelas xi rpp kd 3.11 pers.gelombang (karlina 1308233)eli priyatna laidan
 
9. sma kelas xi rpp (kd 3.8) tkg (karlina 1308233)
9. sma kelas xi rpp (kd 3.8) tkg (karlina 1308233)9. sma kelas xi rpp (kd 3.8) tkg (karlina 1308233)
9. sma kelas xi rpp (kd 3.8) tkg (karlina 1308233)eli priyatna laidan
 

Viewers also liked (6)

Termodinamika
TermodinamikaTermodinamika
Termodinamika
 
Anatomi serangga
Anatomi seranggaAnatomi serangga
Anatomi serangga
 
Pengendalian Serangga ppt
Pengendalian Serangga pptPengendalian Serangga ppt
Pengendalian Serangga ppt
 
powerpoint insecta
powerpoint insectapowerpoint insecta
powerpoint insecta
 
12. sma kelas xi rpp kd 3.11 pers.gelombang (karlina 1308233)
12. sma kelas xi rpp kd 3.11 pers.gelombang (karlina 1308233)12. sma kelas xi rpp kd 3.11 pers.gelombang (karlina 1308233)
12. sma kelas xi rpp kd 3.11 pers.gelombang (karlina 1308233)
 
9. sma kelas xi rpp (kd 3.8) tkg (karlina 1308233)
9. sma kelas xi rpp (kd 3.8) tkg (karlina 1308233)9. sma kelas xi rpp (kd 3.8) tkg (karlina 1308233)
9. sma kelas xi rpp (kd 3.8) tkg (karlina 1308233)
 

Similar to Kalor

Termodinamika & teori kinetik gas
Termodinamika & teori kinetik gasTermodinamika & teori kinetik gas
Termodinamika & teori kinetik gasNuRul Emi
 
materi 1 sifat dan hukum gas.pptx
materi 1 sifat dan hukum gas.pptxmateri 1 sifat dan hukum gas.pptx
materi 1 sifat dan hukum gas.pptxRobySudarman1
 
Gas dan Termodinamika (FISIKA)
Gas dan Termodinamika (FISIKA)Gas dan Termodinamika (FISIKA)
Gas dan Termodinamika (FISIKA)ShafiraAlfiyyah
 
Temodinamika dan Gas
Temodinamika dan GasTemodinamika dan Gas
Temodinamika dan GasLoveiArika
 
termodinamika-150312223636-conversion-gate01.pdf
termodinamika-150312223636-conversion-gate01.pdftermodinamika-150312223636-conversion-gate01.pdf
termodinamika-150312223636-conversion-gate01.pdfssuserc3ae65
 
Teori kinetik gas Ideal [Fisika kelas 11 / Belajar Mandiri]
Teori kinetik gas Ideal [Fisika kelas 11 /  Belajar Mandiri]Teori kinetik gas Ideal [Fisika kelas 11 /  Belajar Mandiri]
Teori kinetik gas Ideal [Fisika kelas 11 / Belajar Mandiri]Louis W
 
materi fisika semester genap bab 1
materi fisika semester genap bab 1materi fisika semester genap bab 1
materi fisika semester genap bab 1materipptgc
 
Termodinamika2
Termodinamika2Termodinamika2
Termodinamika2rossanty
 
Hukum i termodinamika
Hukum i termodinamikaHukum i termodinamika
Hukum i termodinamikaAnpriyan
 
Termodinamika
TermodinamikaTermodinamika
TermodinamikaStudent
 
Hukum termo iii(entropy).rina (1)
Hukum termo iii(entropy).rina (1)Hukum termo iii(entropy).rina (1)
Hukum termo iii(entropy).rina (1)Annie Fitriia
 

Similar to Kalor (20)

Termodinamika & teori kinetik gas
Termodinamika & teori kinetik gasTermodinamika & teori kinetik gas
Termodinamika & teori kinetik gas
 
materi 1 sifat dan hukum gas.pptx
materi 1 sifat dan hukum gas.pptxmateri 1 sifat dan hukum gas.pptx
materi 1 sifat dan hukum gas.pptx
 
Gas dan Termodinamika (FISIKA)
Gas dan Termodinamika (FISIKA)Gas dan Termodinamika (FISIKA)
Gas dan Termodinamika (FISIKA)
 
Temodinamika dan Gas
Temodinamika dan GasTemodinamika dan Gas
Temodinamika dan Gas
 
termodinamika-150312223636-conversion-gate01.pdf
termodinamika-150312223636-conversion-gate01.pdftermodinamika-150312223636-conversion-gate01.pdf
termodinamika-150312223636-conversion-gate01.pdf
 
Termodinamika
TermodinamikaTermodinamika
Termodinamika
 
Termodinamika
TermodinamikaTermodinamika
Termodinamika
 
Teori kinetik gas Ideal [Fisika kelas 11 / Belajar Mandiri]
Teori kinetik gas Ideal [Fisika kelas 11 /  Belajar Mandiri]Teori kinetik gas Ideal [Fisika kelas 11 /  Belajar Mandiri]
Teori kinetik gas Ideal [Fisika kelas 11 / Belajar Mandiri]
 
Kumpulan Materi Termodinamika
Kumpulan Materi TermodinamikaKumpulan Materi Termodinamika
Kumpulan Materi Termodinamika
 
TEORI KINETIK GAS _R (1).pptx
TEORI KINETIK GAS _R (1).pptxTEORI KINETIK GAS _R (1).pptx
TEORI KINETIK GAS _R (1).pptx
 
materi fisika semester genap bab 1
materi fisika semester genap bab 1materi fisika semester genap bab 1
materi fisika semester genap bab 1
 
Termodinamika2
Termodinamika2Termodinamika2
Termodinamika2
 
Termodinamika2
Termodinamika2Termodinamika2
Termodinamika2
 
Teori Kinetika Gas
Teori Kinetika GasTeori Kinetika Gas
Teori Kinetika Gas
 
ppt termodinamika.pdf
ppt termodinamika.pdfppt termodinamika.pdf
ppt termodinamika.pdf
 
Kimia Dasar-Hukum hukum dasar
Kimia Dasar-Hukum hukum dasarKimia Dasar-Hukum hukum dasar
Kimia Dasar-Hukum hukum dasar
 
Teori kinetik gas
Teori kinetik gasTeori kinetik gas
Teori kinetik gas
 
Hukum i termodinamika
Hukum i termodinamikaHukum i termodinamika
Hukum i termodinamika
 
Termodinamika
TermodinamikaTermodinamika
Termodinamika
 
Hukum termo iii(entropy).rina (1)
Hukum termo iii(entropy).rina (1)Hukum termo iii(entropy).rina (1)
Hukum termo iii(entropy).rina (1)
 

Kalor

  • 1. KALOR 2 Gas Ideal & Hukum Termodinamika 1
  • 2. Fenomena • Gelembung air semakin membesar ketika bergerak ke atas • Bagaimana Anda menerangkan fenomena ini ?
  • 3. Hukum Gas • Prinsip pemuaian tidak mampu menjelaskan ekspansi gas – Ketika gas memuai akan mengisi ruangan – Volume gas juga tergantung pada tekanan • Perlu mencari hubungan antara volume, tekanan, temperatur dan massa  Persamaan Keadaan • Ketika keadaan sistem berubah  akan menunggu sampai terjadi keadaan setimbang
  • 4. Balon disiram nitrogen cair • Melembung – ditiup (diisi oleh molekul gas, massa m) – mempunyai volume (V) – bentuknya tetap: Pi = Po • Disiram Nitrogen cair – temperaturnya (T) diturunkan
  • 5. Hukum gas ideal • Robert Boyle (1627-1691) – Pada temperatur konstan  P >> bila V << dan sebaliknya – P berbanding terbalik dgn V  PV = konstan – Berlaku pada hampir semua gas dengan kerapatan rendah
  • 6. • Jacques Charles (1746-1823) Gay Lussac (1778-1850) – Pada kerapatan rendah, untuk gas • Temperatur absolut sebanding dengan tekanan pada volume konstan • Temperatur absolut sebanding dengan volume pada tekanan konstan PV = CT – C sebanding dengan jumlah gas sehingga PV = NkT • N = jumlah molekul gas • k = konstanta Boltzman 1,381 x 10-23 J/K
  • 7. Terkadang lebih mudah menyatakan jumlah gas dalam mol daripada dalam molekul sehingga PV = nRT • N = n NA – NA = bilangan avogadro 6,022 x 1023 molekul/mol – n = jumlah mol gas • R = konstanta gas umum = 8,314 J/mol.K = 0,08206 L.atm/mol.K
  • 8. • Gas ideal didefinisikan sebagai gas dimana PV/nT konstan untuk seluruh tekanan. • Persamaan keadaan gas ideal PV = nRT • Massa molar M, massa 1 mol unsur/senyawa – Massa molar 12C = 12 g/mol • Massa n mol gas m = nM m nM • Kerapatan gas ideal ρ= = V V – Pada temperatur tertentu, M kerapatan gas ideal sebanding ρ= P RT dengan tekanan • Perilaku gas ideal  perilaku gas nyata pada kerapatan dan tekanan rendah • Untuk sejumlah gas tertentu PV/T = konstan, sehingga dapat ditulis P V1 P2 V2 1 = T1 T2
  • 9. Interpretasi molekuler tentang temperatur: teori kinetik gas • Temperatur gas adalah ukuran energi kinetik rata2 molekul2 gas • Asumsi-asumsi – Gas terdiri dari sejumlah molekul yang bertumbukan elastik satu sama lain dan dgn dinding wadah – Molekul terpisah secara rata2 oleh jarak yang besar dibandingkan dgn diameter masing2 dan tidak saling memberikan gaya kecuali bila bertumbukan  gas ideal – Tanpa adanya gaya eksternal, tidak ada posisi yang dicenderungi oleh molekul dalam wadah dan tidak ada kecenderungan arah vektor kecepatan
  • 10. • Energi kinetik rata2 (translasi) untuk gerak satu arah (sb x saja) K x ,rata − rata = 1 kT 2 • Energi kinetik translasi molekul rata2 (temperatur menjadi ukuran) K rata − rata = 3 kT 2 • Energi kinetik translasi total n mol gas mengandung N molekul K = NK rata − rata = 3 NkT = 3 nRT 2 2 • Kelajuan rata2 3kT 3RT vrms = = m M
  • 11. Contoh soal • 100 g CO2 menempati volume 55 L pada tekanan 1 atm (576) – Carilah temperaturnya – Jika volume ditambah menjadi 80 L dan temperatur dijaga konstan, berapa tekanan yang baru • Gas oksigen (O2) mempunyai massa molar sekitar 32 g/mol dan gas hidrogen (H2) mempunyai massa molar 2 g/mol. Tentukanlah (579) – Kelajuan rata2 molekul oksigen – Kelajuan rata2 molekul hidrogen jika temperaturnya 300 K
  • 12. Hukum Pertama Termodinamika • Pernyataan kekekalan energi • Percobaan Joule – Dibutuhkan 4,18 satuan usaha mekanik untuk menaikkan temperatur 1 g air 1oC – 4,18 J = 1 kal energi panas  ekivalensi mekanis dari panas – Cara lain pakai generator listrik, melepas air jatuh dari ketinggian tertentu – Usaha yang dilakukan harus menjadi pertambahan energi internal sistem (perubahan temperatur/perubahan fasa)
  • 13. contoh • Bila sebuah tabung air yang terisolasi secara termis dijatuhkan dari ketinggian h dan membentur tanah secara tak elastis, berapa h agar temperatur air naik 1 oC? Agar temperatur naik 1 oC maka energi internal air harus naik 4,18 J utk tiap gram air. mgh = m (4,18kJ/kg) h = 426 m
  • 14. Hukum Pertama Termodinamika • Panas neto yang ditambahkan pada suatu sistem sama dengan perubahan energi internal sistem ditambah usaha yang dilakukan oleh sistem. Q = ΔU + W Q = +  panas masuk ke sistem -  panas keluar dari sistem U = energi internal sistem W = +  usaha dilakukan oleh sistem -  usaha dilakukan pada sistem
  • 15. contoh • Sebuah pemanas air menggunakan listrik sebagai sumbernya digunakan untuk memanaskan 3 kg air pada 80oC. Usaha yang diberikan filamen pemanas 25 kJ sementara panas yang terbuang karena konduksi sebesar 15 kkal. Berapa perubahan energi internal sistem dan temperatur akhir ? Panas terbuang 15 kkal = 62,7 kJ Q = ΔU + W -62,7 kJ = ΔU -25 kJ  ΔU = -37,7 kJ − 37,7kJ ∆T = = −3,01o C 4,18kJ / kg oCx3kg T’ = 76,9oC
  • 16. • U  sifat sistem, tergantung keadaan sistem • Sistem (P1 V1) diperlakukan  P2 V2 U2 T2 jika dikembalikan ke kondisi awal maka P1 V1 serta T1 dan U1 • Q dan W bukan fungsi keadaan sistem. • Untuk jumlah besaran Q, U dan W yang sangat kecil dQ = dU + dW
  • 17. Energi internal gas ideal • Temperatur gas ideal dihubungkan dengan energi kinetik translasi molekul2 gas K = 3/2 nRT • Jika energi translasi ini diambil sbg energi internal total gas, maka U hanya tergantung pada temperatur tidak pada volume atau tekanan U = 3/2 nRT • Jika ada energi lain maka pers U akan berharga lain dr pers di atas, misal ada gaya tarik menarik antar molekul.
  • 18. Percobaan Joule • Apakah energi internal tergantung volume? • A = gas, B = kosong, sistem terisolasi termis dan tidak ada usaha yang bekerja oleh dan pada sistem. • Kran dibuka, gas dr A menerobos ke B  ekspansi bebas, lalu gas mencapai kesetimbangan • Uawal = Uakhir  temperatur konstan • Volume bertambah energi potensial krn gaya tarik naik  energi kinetik translasi turun  temperatur turun • Eksperimen Joule  temperatur konstan, hanya berlaku utk gas ideal (kerapatan rendah) • Energi internal hanya tergantung pada temperatur
  • 19. Usaha dan diagram PV untuk gas • Usaha mesin2  mengubah energi termis menjadi usaha yg dapat dipakai • Gas berekspansi  menggerakkan piston – Mesin uap, uap panas menggerakkan piston – Mesin bensin, uap bensin + udara meledak, ekspansi yang cepat
  • 20. • Piston digerakkan perlahan, maka gas akan mengembang/merapat tanpa pernah jauh dari keadaan kesetimbangan  proses kuasi-statik • Tidak ada percepatan pada gerak piston, ada gaya eksternal PA yang mendorong melawan piston, maka kerja yang dilakukan gas pada piston dW = F dx = PA dx = P dV – Kompresi  dV negatif, usaha dilakukan pada gas – Ekspansi  dV positif, usaha dilakukan oleh gas • Usaha  diagram PV
  • 21. • Usaha = luas daerah di bawah kurva W = ∫ P dV • Ekspansi isobarik • 1 L.atm = 101,3 J • Persamaan gas ideal PV = nRT
  • 22. contoh • Gas ideal P1V1 = P2V2 = nRT (temperatur akhir sama) • Lintasan A, gas dipanaskan, volume membesar V2 lalu didinginkan, tekanan menurun P2. Usaha P1(V2 – V1) • Lintasan B, gas didinginkan, tekanan turun P2 lalu dipanaskan dgn tekanan konstan, volume membesar V2. Usaha P2(V2-V1) • Lintasan C, tekanan dan volume berubah sepanjang proses, temperatur konstan  ekspansi isotermis V2 Wisotermis = nRT ln V1
  • 23. Proses siklis • Usaha yang dilakukan dan panas yang diberikan hanyalah tergantung pada bagaimana sebuah sistem berubah dari satu keadaan ke keadaan lain, tetapi perubahan energi internal tidak bersifat demikian • WAB = P(VB – VA) = 2 L.atm • WCD = P(VD-VC) = -1 L.atm • Usaha neto = WAB – WCD = 1 L.atm • Jika energi internal konstan maka harus ditambahkan panas sebesar 1 L.atm
  • 24. Proses Isotermal • Selama proses temperatur sistem tetap konstan A B
  • 25. Proses Isotermal • Misalkan suatu gas ideal berada pada kontainer dengan piston yang bebas bergerak – Saat awal keadaan sistem (gas) pada titik A – Ketika Q diberikan pada sistem  terjadi ekspansi ke B – Temperatur (T) dan massa gas (m) konstan selama proses ∆U = 3 n R ∆T = 0 2 Hk. Termodinamika ke-1: ∆U = Q – W = 0 W = Q
  • 26. Proses Adiabatik • Selama proses tidak terjadi transfer panas yang masuk atau keluar sistem Proses adiabatik terjadi pada sistem terisolasi atau dapat terjadi pada sistem yang mempunyai proses yang sangat cepat Q=0 Hk. ke-1: ∆U = Q – W = 0 ∆U = - W
  • 27. Proses Adiabatik • Perbedaan Diagram PV untuk gas Ideal antara proses adiabtik ( 1 – 2 ) dan isotermal Contoh Proses adiabatik Piston motor
  • 28. Proses Isobarik • Selama proses tidak terjadi perubahan tekanan pada sistem Pada umumnya terjadi pada sistem yang mempunyai kontak langsung dengan tekanan atmosfer bumi yang dianggap konstan (misal: reaksi biokimia)
  • 29. Proses Isokhorik • Selama proses volume sistem tidak mengalami perubahan • Disebut juga proses: volume konstan, isometrik, isovolumik Proses ini terjadi pada sistem yang mempunyai volume (wadah) yang kuat, tertutup dan tidak dapat berubah V = 0 , jadi W = 0 Hk. ke-1: ∆U = Q – W = 0 ∆U = Q
  • 30. • SR-71 Blackbird dengan panjang 107 feet 5 inch adalah salah satu pesawat tercepat di dunia. Pada ketinggian 80.000 feet kecepatannya dapat mencapai mach 3. Ketika mendarat setelah penerbangan yang jauh pesawat ini sekitar 30 menit sangat panas untuk disentuh dan ternyata panjangnya bertambah 6 inch dibanding ketika take off. Jika koefisien muai linier blackbird 24 x 10-6 K-1 dan suhu ketika take off 23oC, berapa suhu blackbird ketika baru saja mendarat? • What mass of steam initially at 130°C is needed to warm 200 g of water in a 100-g glass container from 20.0°C to 50.0°C? What if the final state of the system is water at 100°C? Would we need more or less steam? • Suppose 1.00 g of water vaporizes isobarically at atmospheric pressure (1.013 x 105 Pa). Its volume in the liquid state is Vi = Vliquid = 1.00 cm3, and its volume in the vapor state is Vf = Vvapor = 1 671 cm3. Find the work done in the expansion and the change in internal energy of the system. Ignore any mixing of the steam and the surrounding air—imagine that the steam simply pushes the surrounding air out of the way. • Sebuah pemanas listrik memiliki daya 3 kW digunakan untuk mendidihkan 1,5 kg air dengan suhu 18oC. Berapakah energi yang diperlukan untuk menaikkan suhu air hingga titik didihnya? Berapa waktu yang diperlukan untuk mencapai titik didih air? kuis