Penjelasan mengenai suhu virtual, hukum I termodinamika, konsep panas spesifik, entalpi, dan panas laten yang sering digunakan dalam bidang Meteorologi Fisik.

1. Andi Syahid Muttaqi

2. Suhu yang harus dimiliki oleh udara kering
agar memiliki kerapatan yang sama seperti
udara lembab pada tekanan yang sama.
Udara yang ada di sekitar kita sebenarnya
adalah udara lembab yang merupakan
percampuran antara udara kering dengan uap
air.
Berat molekul udara lembab lebih kecil
daripada udara kering  Rm > Rd

3. Persamaan Status:
p.α = Rm.T
Pd.αd = Rd.T
e.αv = Rv.T
Rd Rv
Rm

4. Untuk menghindari penggunaan Rm pada
(p.α = Rm.T) , kita dapat menggunakan Rd
asalkan suhu yang digunakan adalah Tv.
Misalkan: Udara lembab dengan volume V,
suhu T dan tekanan P mempunyai massa
udara kering md dan massa uap air mv
ρ = m/V = (md + mv)/V
ρ = md/V + mv/V = ρ’d + ρ’v

5. Persamaan Status:
Uap air : e = Rv.ρ’v.T
Udara kering : pd = Rd.ρ’d.T
e dan pd merupakan tekanan parsial.
Dalam Hukum Dalton:
p = Σpi = pd + e
 maka:

6. Persamaan status untuk udara lembab (udara
yang ada di sekitar kita) dapat menghindari
penggunaan Rm  menggunakan Rd menjadi:
p = ρ.Rd.Tv
Sehingga, untuk mencari suhu virtual (Tv):












ε)(1p
e1
T
vT

7. Dengan kata lain, Tv adalah T udara kering
pada p sama, memiliki ρ yang sama dengan
udara lembab.
p = ρm.Rm.T
pd = ρd.Rd.Tv
ρm=ρd
Rm.T=Rd.Tv
p.α=Rd.Tv

8. Merupakan Hukum Kekekalan Energi.
“Energi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan tetapi diubah dari satu bentuk
ke bentuk yang lain”.
Energi: Kapasitas sistem untuk melakukan
kerja

9. Suatu benda itu:
 memiliki energi kinetik dan potensial
makroskopik
 memiliki energi internal (dari energi kinetik dan
potensial molekul-molekul atau atom-atomnya)
Peningkatan energi internal dalam gerakan
molekul akan mengakibatkan peningkatan
suhu.

10. Perubahan energi potensial molekul-molekul
disebabkan karena perubahan letak
kedudukan molekul-molekul.
Energi internal (u) adalah energi total dari
semua molekul di dalam sebuah benda.
Misalkan: Satu unit massa benda diberi kalor
sebesar q (Joule), maka benda akan
melakukan kerja eksternal w (Joule), sisa
energi yang ada sebesar q – w (Joule).

11. Jika tidak ada perubahan energi makroskopik,
maka energi internal harus meningkat sebesar
q – w:
q – w = u2 – u1
u2 : energi internal akhir
u1 : energi internal awal
Dalam bentuk differensial ditulis:
δq – δw = du

12. Hukum I Termodinamika:
δq = du + p.dα .... (1)

13. Panas spesifik adalah panas yang diperlukan
untuk menaikkan suhu sistem sebesar 1o
(tanpa mengalami perubahan fase) 
Panas spesifik:
o Saat volume konstan
o Saat tekanan konstan
dT
δq

14.  Hukum I Termodinamika:
δq = cv.dT + p.dα ....(2)
δq = cp.dT – α.dp ....(3)
Catatan: cv + R = cp
cvd = 717 J.kg-1.K-1
cpd = 1004 J.kg-1.K-1

15.  Jika sejumlah panas diberikan kepada benda saat
p konstan sehingga volume spesifik meningkat
dari α1 ke α2.
 Kerja yang dilakukan p(α2 – α1)
δq = (u2 – u1) + p(α2 – α1)
= (u2 + p.α2) – (u1 + p.α1)
= h2 – h1
h = entalpi satu unit massa benda
h = u + p.α

16.  Dalam bentuk differensial:
dh = du + d(p.α)
dh = du + p.dα + α.dp
du = dh – p.dα – α.dp
 Hukum I Termodinamika:
δq = du + p.dα
= dh – p.dα – α.dp + p.dα
= dh – α.dp
= cp.dT – α.dp
sehingga:
dh = cp.dT
h = cp.T

17. Ada kalanya panas yang diberikan tetapi tidak
mengakibatkan perubahan suhu, hanya
mengalami perubahan fase.
Misalkan: Panas diberikan pada es pada p
normal dan T = 0 oC, suhu es tetap konstan,
tetapi es menjadi mencair (mengalami
perubahan fase).
Jadi, panas laten adalah panas yang
dibutuhkan untuk mengubah satu unit massa
suatu zat untuk berubah fase tanpa
mengalami perubahan suhu.