Kimia.docx

HUKUM TERODINAMIKA 1 & 2 Dosen : Dra. Hj. Ade Sukanah Y.,M.Pdi

Disusun Oleh : Nama : Muhamad Nur Khadapi Ahmad subhan rifai NPM : 117130072 117130034 Kelas : 1D

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SWADAYA GUNUNG JATI CIREBON 2018

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .........................................................................................................1 DAFTAR ISI .....................................................................................................................2 BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................................3

A. Latar Belakang......................................................................................... 3 B. Rumusan Masalah................................................................................... 3 C. Tujuan Penelitian .................................................................................... 3 BAB II PEMBAHASAN ......................................................................................... 4 A. Pengertian Hukum Termodinamika........................................................ 5 B. Sistem Termodinamika ..................................................................... 6

C. Prinsip-Prinsip Termodinamika ......................................................... 7 D. Hukum Terodinamika 1 & 2 .............................................................. 8 BAB III PENUTUP .......................................................................................... 9 A. Kesimpulan ............................................................................................. 10 B. Saran ....................................................................................................... 10 C. Daftar Pustaka ........................................................................................ 10

BAB I PENDAHULUAN

A.Latar Belakang Terodinamika adalah salah satu cabang teoritik yang berkaitan dengan hukum-hukum pergerakan panas,dan perubahan panas menjadi bentuk-bentuk energi yang lain. Istilah terodinamika di turunkan dari bahasa yunani therme (panas) dan dynamis (gaya).cabang ilmu ini berdasarkan pada dua prinsip dasar yang aslinya di turunkan dari eksperimen, dan kini di anggap sebagai aksioma (suatu pernyataan yang di terima sebagai kebenaran dan bersifat umum,tanpa memerlukan pembuktian) Prinsip pertama adalah kekekalan energi,yang mengambil bentuk hukum kesetaraan panas dan kerja. Prinsip yang kedua menyatakan bahwa panas itu sendiri tidak tidak dapat mengalir panda benda yang dingin ke benda yang panas, tanpa adanya perubahan dari kedua benda tersebut.

B.Rumusan Masalah Berdasarkan permasalahan yang diuraikan pada bagian latar belakang, dapat diambil suatu rumusan masalah sebagai berikut : 1. Pengertian Terodinamika 2. Prinsip-Prinsip Terodinamika 3. Sistem Terodinamika 4. Hukum Terodinamika 1 & 2 C.Tujuan penelitian Berdasarkan permasalahan yang sudah di uraikan pada bagian rumusan masalah,dapat diambil suatu tujuan dan penelitian sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui tentang hukum terodinamika tersebut 2. Untuk mengetahui tentang hukum terodinamika beserta aplikasi dalam kehidupan sehari-hari

BAB II PEMBAHASAN A.

Pengertian Termodinamika Termodinamika berasal dari bahasa Yunani dimana Thermos yang artinya panas Dynamic

yang artinya perubahan. Termodinamika adalah suatu ilmu yang menggambarkanusaha untuk mengubah kalor (perpindahan energi yang disebabkan perbedaan suhu) menjadi energi serta sifatsifat pendukungnya. Termodinamika berhubungan erat dengan fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika juga berhubungan dengan mekanika statik. Cabang ilmu fisika ini mempelajari suatu pertukaran energi dalam bentuk kalor dan kerja, sistem pembatas dan lingkungan. Aplikasi dan penerapan termodinamika bisa terjadi pada tubuh manusia, peristiwa meniup kopi panas, perkakas elektronik, Refrigerator, mobil, pembangkit listrik dan industri. B.Sistem-sistem Terodinamika

Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan sifat dari batasan dan arus benda, energi dan materi yang melaluinya. Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkunganna,yakni sebagai berikut: 1. Sistem terbuka Sistem yang menyebabkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda (materi) dengan lingkungannya. Sistem terbuka ini meliputi peralatan yang melibatkan adanya suatu aliran massa kedalam atau keluar sistem seperti pada kompresor, turbin, nozel dan motor bakar. Sistem mesin motor bakar yaitu ruang didalam silinder mesin, dimana campuran bahan bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder, dan gas buang keluar sistem. Pada sistem terbuka ini, baik massa maupun energi bisa melintasi batas sistem yang sifatnya permeabel. Dengan demikian, pada sistem ini volume dari sistem tidak berubah sehingga disebut juga dengan control volume. Perjanjian yang kita gunakan untuk menganalisis sistem yaitu : 

Untuk panas (Q) bernilai positif jika diberikan kepada sistem dan bernilai negatif bila keluar dari sistem



Untuk usaha (W) bernilai positif jika keluar dari sistem dan bernilai negatif jika diberikan (masuk) kedalam sistem.

2. Sistem tertutup Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang tertentu dimana massa ini tidak bisa melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam bentuk panas (heat) maupun usaha (work) bisa melintasi lapis batas sistem tersebut. Dalam sistem tertutup, walaupun massa tidak bisa berubah selama proses berlangsung, tapi volume bisa saja berubah disebabkan adanya lapis batas yang bisa bergerak (moving boundary) pada salah satu bagian dari lapis batas sistem tersebut. Contoh sistem tertutup yaitu suatu balon udara yang dipanaskan, dimana massa udara didalam balon tetap, tetapi volumenya berubah dan energi panas masuk kedalam masa udara didalam balon. Sebagaimana gambar sistem tertutup dibawah ini, jika panas diberikan kepada sistem (Qin), maka akan terjadi pengembangan pada zat yang berada didalam sistem. Pengembangan ini akan mengakibatkan piston akan terdorong ke atas (terjadi Wout). Karena sistem ini tidak mengizinkan adanya keluar masuk massa kedalam sistem (massa selalu konstan) maka sistem ini disebut dengan control mass. Suatu sistem bisa mengalami pertukaran panas atau kerja atau keduanya, biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya: 

Pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.



Pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

Dikenal juga istilah dinding, ada dua jenis dinding yaitu dinding adiabatik dan dinding diatermik. Dinding adiabatik yaitu dinding yang menyababkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang lama (lambat). Untuk dinding adiabatik sempurna tidak memungkinkan terjadinya suatu pertukaran kalor antara dua zat. Sedangkan dinding diatermik yaitu dinding yang memungkinkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang singkat (cepat).

3. Sistem terisolasi Sistem terisolasi ialah sistem yang menyebabkan tidak terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos dan tabung gas yang terisolasi. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak bisa terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, walaupun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem. Karakteristik yang menentukan sifat dari sistem disebut dengan property (koordinat sistem/variabel keadaan sistem), seperti tekanan (p), temperatur (T), volume (v), masa (m), viskositas, konduksi panas dan lain-lain. Selain itu ada juga koordinat sistem yang didefinisikan dari koordinat sistem yang lainnya seperti, berat jenis, volume spesifik, panas jenis dan lain-lain. Suatu sistem bisa berada pada suatu kondisi yang tidak berubah, jika masing-masing jenis koordinat sistem tersebut bisa diukur pada semua bagiannya dan tidak berbeda nilainya. Kondisi tersebut disebut sebagai keadaan (state) tertentu dari sistem, dimana sistem memiliki nilai koordinat yang tetap. Jika koordinatnya berubah, maka keadaan sistem tersebut disebut mengalami perubahan keadaan. Suatu sistem yang tidak mengalami perubahan keadaan disebut sistem dalam keadaan seimbang (equilibrium). C. Hukum Termodinamika

Termodinamika mempunyai

hukum-hukum

pendukungnya.

Hukum-hukum

ini

menerangkan bagaimana dan apa saja konsep yang harus diperhatikan. Seperti peristiwa perpindahan panas dan kerja pada proses termodinamika. Sejak perumusannya, hukumhukum ini sudah menjadi hukum penting dalam dunia fisika yang berhubungan dengan termodinamika. Penerapan hukum-hukum ini juga digunakan dalam berbagai bidang seperti bidang ilmu lingkungan, otomotif, ilmu pangan, ilmu kimaia dan lain-lain. Berikut hukumhukum termodinamika :

1. Hukum I termodinamika (Kekekalan Energi dalam Sistem) Energi tidak bisa diciptakan maupun dimusnahkan. Manusia hanya bisa mengubah bentuk energi dari bentuk energi satu ke energi lainnya. Dalam termodinamika, jika sesuatu

diberikan kalor, maka kalor tersebut akan berguna untuk usaha luar dan mengubah energi dalam. Bunyi Hukum I Termodinamika “untuk setiap proses apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi dalam ΔU = Q – W”. Dimana U menunjukkan sifat dari sebuah sistem, sedangkan W dan Q tidak. W dan Q bukan fungsi Variabel keadaan, tetapi termasuk dalam proses termodinamika yang bisa merubah keadaan.

U

merupakan

fungsi

variabel

keadaan

(P,V,T,n).

W bertanda positif bila sistem melakukan usaha terhadap lingkungan dan negatif jika menerima usaha lingkungan. Q bertanda positif jika sistem menerima kalor dari lingkungan dan negatif jika melepas kalor pada . lingkungan Perubahan energi dari sebuah sistem hanya tergantung pada transfer panas ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan oleh sistem dan tidak bergantung pada proses yang terjadi. Pada hukum ini tidak ada petunjuk adanya arah perubahan dan batasan-batasan lain. Rumus Hukum Termodinamika I Secara matematis hukum I termodinamika dapat dirumuskan sebagai berikut: Q = ∆U+W Dengan ketentuan, jika: Q(+) → sistem menerima kalor OR → sistem melepas kalor W(+) → sistem melakukan usaha W(-) → sistem dikenai usaha ∆U(+) → terjadi penambahan energi dalam ∆U(-) → terjadi penurunan energi dalam ΔU = Q − W Keterangan : ΔU = perubahan energi dalam (joule)

Q = kalor (joule) W = usaha (joule) Proses-proses Isobaris → tekanan tetap Isotermis → suhu tetap → ΔU = 0 Isokhoris → volume tetap (atau isovolumis atau isometric) → W = 0 Adiabatis → tidak terjadi pertukaran kalor → Q = 0 Siklus → daur → ΔU = 0 Persamaan Keadaan Gas Hukum Gay-Lussac Tekanan tetap → V/T = Konstan → V1/T1 = V2/T2 Hukum Charles Volume tetap → P/T = Konstan → P1/T1 = P2/T2 Hukum Boyle Suhu tetap → PV = Konstan → P1V1 = P2V2 P, V, T Berubah (non adiabatis) (P1V1) / (T1) = (P2V2) / (T2) Adiabatis P1V1 γ= P2V2γ T1V1 γ − 1= T2V2γ − 1 γ = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap → γ = Cp/Cv Usaha W = P(ΔV) → Isobaris W = 0 → Isokhoris W = nRT ln (V2 / V1) → Isotermis W = − 3/2 nRΔT → Adiabatis ( gas monoatomik) Keterangan : T = suhu (Kelvin, jangan Celcius)

P = tekanan (Pa = N/m2) V = volume (m3) n = jumlah mol 1 liter = 10−3m3 1 atm = 105 Pa ( atau ikut soal!) Jika tidak diketahui di soal ambil nilai ln 2 = 0,693 Mesin Carnot η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 % η = ( W / Q1 ) x 100% W = Q1 − Q2 Keterangan : η = efisiensi mesin Carnot (%) Tr = suhu reservoir rendah (Kelvin) Tt = suhu reservoir tinggi (Kelvin) W = usaha (joule) Q1 = kalor masuk / diserap reservoir tinggi (joule) Q2 = kalor keluar / dibuang reservoir rendah (joule) Contoh Soal Suatu gas mempunyai volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Bila tekanan gas yaitu 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut ?? (1 atm = 1,01 x 105 Pa) Pembahasan Diketahui : V2 = 4,5 m3 V1 = 2,0 m3 P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa Isobaris → Tekanan Tetap Ditanya W ??

Dijawab : W = P (ΔV) W = P(V2 − V1) W = 2,02 x 105 (4,5 − 2,0) = 5,05 x 105 joule 2. Hukum II termodinamika (Arah reaksi sistem dan batasan) Hukum kedua ini membatasi perubahan energi mana yang bisa terjadi dan yang tidak. Pembatasan ini dinyatakan dengan berbagi cara, yaitu : “Hukum II termodinamika dalam menyatakan aliran kalorKalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya” Hukum II termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang sematamata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar. Hukum II termodinamika dalam pernyataan entropi (besaran termodinamika yang menyertai suatu perubahan setiap keadaan dari awal sampai akhir sistem dan menyatakan ketidakteraturan suatu sistem) Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversibel terjadi dan bertambah ketia proses irreversible terjadi.

BAB III PENUTUP Kesimpulan: Dari makalah yang sudah saya selesaikan, maka penulis dapat menyimpulkan bahwa sesuai dengan makalah “pengaruh genteng baja ringan terhadap kekuatan suatu bangunan” penulis menyimpulkan bahwa genteng baja ringan mempunyai banyak keunggulan dan kelemahan. Dan seiring berkembangnya jaman genteng baja ringan sudah banyak yang memakai nya di saat ini contoh nya di perumahan,sekolah,dan bangunan-bangunan lainnya.karena genteng baja ringan sudah di jamin kuat dan tahan lama, namun harganya tetap murah di bandingkan di jaman dahulu genteng terbuat dari tanah liat harganya mahal dan tidak tahan lama.

Saran: Menyadari bahwa penulis masih jauh dari kata sempurna, kedepannya penulis akan lebih fokus dan details dalam menjelaskan tentang makalah di atas dengan sumber - sumber yang lebih banyak yang tentunya dapat di pertanggung jawabkan. Untuk saran bisa berisi kritik atau saran terhadap penulisan juga bisa untuk menanggapi terhadap kesimpulan dari bahasan makalah yang telah di jelaskan. Untuk bagian terakhir dari makalah adalah daftar pustaka. Pada kesempatan lain akan saya jelaskan tentang daftar pustaka makalah.

Daftar pustaka: Ahmad, yuri. 2011. Konsep dasar Termodinamika.Brady, James E. -. Kimia Universitas, terj. Anas, Kamianti, dkk. Tangerang: binaRupa Aksara PublisherBudiyanto.2012. Usaha dan Proses dalam Termodinamika.http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/usaha-dan-proses-dalamtermodinamika/http://images.google.comMointi, salmin. 2011. Makalah Termodinamika.