MAteri Fisika XI

1. c
d

2. Mata Pelajaran : Fisika
Topik : Termodinamika
Kelas/Program : XI / IPA
Semester : 2

3. S T A N D A R K O M P E T E N S I
Menganalisis dan menerapkan
hukum termodinamika

4. MENU UTAMA
PERUBAHAN KEADAAN GAS
USAHA YANG DILAKUKAN GAS
HUKUM I TERMODINAMIKA
SIKLUS CARNOT
SIKLUS OTTO
HUKUM II TERMODINAMIKA
SELESAI

5. P E R U B A H A N K E A D A A N
G A S
P1,V1,T1
P2,V2,T2
Berdasarkan
hukum Boyle-Gay
Lussac, persamaan
keadaan gas dapat
dituliskan sebagai :
P1V1 P2V2
T1 T2

6. G R A F I K P-V , P-T dan V-T
P
V
P
T
V
T
P berbanding
terbalik dengan V
P berbanding lurus
dengan T
V berbanding lurus
dengan T
Grafik 1 Grafik 3
Grafik 2
P
0
0
0

7. Besarnya usaha
yang dilakukan
gas adalah
W = ∫ P.dV
dv
P = F.A
USAHA YANG DILAKUKAN GAS

8. USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA
PROSES ISOBARIK
P
V
W
P
ΔV
W = P.ΔV
Besaran ini tidak
lain adalah
luasan kurva
pada grafik P-V
0
Grafik proses isobarik

9. W = n R T ln (V2/V1)
atau
W = - n R T ln
(P2/P1)
P
V
P1
P2
V1 V2
USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA
PROSES ISOTERMIS
0

10.  Grafik proses isokhorik  Pada proses isokhorik
tidak terjadi
perubahan volume (ΔV
= 0), sehingga
besarnya usaha luar
yang dilakukan oleh
gas adalah
W = 0
P
V
USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA
PROSES ISOKHORIK
0

11. USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES
ADIABATIK
 Grafik proses Adiabatik  Pada proses ini tidak
ada kalor yang diserap
atau dilepas, sehingga
u s a h a l u a r y a n g
dilakukan oleh gas
berasal dari perubahan
energi dalam gas
ΔU = -W
P
V
P1
V1
P2
V2
0

12. JAWAB
SOAL LATIHAN
Suatu gas ideal dalam suatu
silinder dalam suatu piston
volume mula-mula 1,5 liter
mengalami perubahan secara
isobarik pada tekanan 105 Nm-2
Sehingga volumenya menjadi 2
liter. Berapakah besarnya usaha
yang dilakukan gas tersebut ?

13. Diketahui :
V1 : 1,5 liter = 1,5.10-3 m3
V2 : 2,0 liter = 2,0.10-3 m3
P : 1,5 N/m2
Ditanyakan : W =…….
Jawab : W = P.ΔV
= 1,5.105. 0.5
= 7,5.104 joule

14. HUKUM I TERMODINAMIKA
 “ Panas netto yang
ditambahkan pada
suatu sistem sama
dengan perubahan
energi internal sistem
ditambah usaha yang
dilakukan sistem”
Q
sistem
ΔU W
Q=ΔU + W

15. Siklus adalah :
Serangkaian
proses pada suatu
sistem sedemikian
sehingga sistem
tersebut kembali
ke keadaan
semula
W
P
V
a
b
c
d
PENGERTIAN SIKLUS
0

16.  Diagram proses siklus carnot
P
V
Q1
Q2
W
a
b
c
d
Awal
Ekspansi
isotermis
Ekspansi
adiabatik
Kompresi
isotermis
Kompresi
adiabatik
Awal
P1,V1,T1
P2,V2,T2
P3,V3,T3
P4,V4,T4
SIKLUS CARNOT
0

17. η = ( W/Q1)x100%
= (1 – Q2/Q1)x 100%
= (1 – T2/T1) x 100%
P
V
Q1
Q2
W
a
b
c
d
EFISIENSI MESIN CARNOT
0

18. P
V
Udara +
Bahan
bakar
Gas buang
a
b
c
d
Q2
Q1
S I K L U S O T T O
0

19. SOAL LATIHAN
Suatu mesin kalor bekerja pada
tandon bersuhu tinggi dengan suhu
1500 K, dan tandon bersuhu rendah
rendah 750 K. Jika dia menyerap
kalor sebanyak 2000 joule,
berapakah usaha maksimum yang
dapat dilakukan ?
JAWAB

20. T1 = 1500 K
T2 = 750 K
Q1 = 2000 J
Q1/T1 = Q2/T2
2000/1500 = Q2/750
Q2 = 1000 joule
W = Q1 – Q2
= 2000 – 1000
= 1000 joule

21.  Diagram teori Kelvin-Planck
Tandon panas
sistem
Tandon panas
Tandon dingin
sistem
Q
Q1
Q2
W
W
Mesin
sempurna
hal yang tidak
mungkin Mesin sesungguhnya
HUKUM II
TERMODINAMIKA
Rumusan Kelvin -
Plank
“Tidak mungkin
membuat mesin yang
bekerja dalam suatu
siklus,menerima kalor
dari suatu sumber
kalor dan mengubah
kalor itu seluruhnya
menjadi usaha”

22.  Diagram teori Clausius
sistem
Tandon panas
Tandon dingin
Tandon panas
Tandon dingin
sistem
Refrigator
Sempurna
hal yang
tidak
mungkin
Refrigator
sesungguhn
ya
Q1
Q2
Q1
Q2
W
“Tidak mungkin
membuat mesin
yang bekerja dalam
suatu
siklus,menerima
kalor dari suatu
sumber kalor dan
mengubah kalor itu
seluruhnya menjadi
usaha”
Rumusan Clausius

23. A
B
C
D
E
Pompa listrik A
memompakan
gas (misal :
freon,amoniak) yang
dimampatkan melalui
B dengan
melepaskan kalor
Di dalam pipa C
terjadi
pengembunan
sehingga gas
berubah wujud
menjadi cair
Freon cair dialirkan
ke ruang beku (D)
dan menyerap
kalor di sekitar
ruang beku
sehingga suhu
ruang beku turun
Kemudian gas
dialirkan kembali
menuju pompa
untuk melakukan
proses siklus
kembali
PRINSIP KERJA MESIN
PENDINGIN

24.  Skema Mesin Pendingin  Pengertian
Koefisien performasi
mesin pendingin
adalah perbandingan
antara panas yang
diambil dari tandon
dingin (Q1)dengan
pemakaian usaha (W)
COP = Q1/W
Tandon panas
Tandon dingin
sistem
W
Q1
Q2
*)COP = Coefficient of Performance)
KOEFISIEN PERFORMASI MESIN
PENDINGIN (COP*)

25. Sebuah lemari pendingin memerlukan usaha
150 joule untuk memindahkan kalor sebesar
100 joule dari tandon bersuhu rendah ke
tandon bersuhu tinggi. Tentukan koefisien
kerja lemari pendingin tersebut !
SOAL LATIHAN
JAWAB

26. W = 150 joule
Q2= 100 joule
COP = Q2/W
= 100/150
= 0,67

27. SELAMAT
BELAJAR
EXIT