Tugas Termodinamika

TERMODINAMIKA A. Pengertian Termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari hukum-hukum dasar yang dipatuhi oleh kalor dan usaha. Dalam studi mengenai termodinamika, kita akan melihat bahwa hukum-hukum termodinamika memberikan pembatasan-pembatasan pada pemanfaatan energi dalam bentuk kalor dan usaha. Pembatasan-pembatasan yang tidak dimyatakan secara langsung oleh hukum kekekalan energi. Dalam termodinamika, kumpulan benda-benda yang kita perhatikan disebut sistem, sedangkan semua yang ada disekitar benda disebut lingkungan. Ada dua hukum termodinamika yaitu hukum pertama dan hukum kedua. Hukum pertama secara esensial adalah perinsip kekekalan energi yang memasukkan kalor sebagai mode perpindahan energi. Menurut hukum pertama, energidalam suatu benda dapat ditingkatkan dengan menambahkan kalor ke benda atau dengan melakukan usaha pada benda. Hukum pertama tidak membatasi tentang arah perpindahan kalor yang dapat terjadi. Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa aliran kalor memiliki arah; dengan kata lain, tidak semua proses di alam adalah reversibel (dapat dibalikkan arahnya). Dengan demikian aliran energi kalor memiliki arah, yaitu dari panas ke dingin. Satu aplikasi penting dari hukum kedua adalah studi tentang mesin kalor seperti mesin bensin pada mobil, pada prinsip-prinsip yang membatasi efesiensinya. B. Usaha, Kalor dan Energi Dalam 1. Pengertian usaha Usaha yang dilakukan pada (oleh) sistem adalah ukuran energi yang dipindahkan dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. 2. Pengertian kalor kalor mirip seperti usaha yaitu hanya muncul jika terjadi perpindahan energi antara sistem dan lingkungan. Kalor muncul ketika energi dipindahkan akibat adanya perbedaan suhu. Jadi, istilah kalor sebenarnya kurang tepat; yang tepat adalah istilah aliran kalor.

C. Beberpa proses Termodinamika gas Proses isotermal Proses isotermal adalah proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap. Dari persamaan keadaan gas ideal pV= nRT diperoleh Karena nRT merupakan bilingan tetap, maka grafik p-v berbentuk hiperbola. Secara umum usah yang dilakukan gas dinyatakan oleh persamaan integral berikut: W =∫ P dV

Dari persamaan gas ideal telah kita peroleh p

W =∫

,sehingga nRT dV V

Karena nRT tetap, maka faktor-faktor tersebut dapat dikeluarkan dari tanda integral sehingga kita peroleh:

W = nRT

V2

1

∫ V dV

V1

W =n RT (ln V2 −ln V1 )

V2 V1 Persamaan keadaan gas ideal untuk proses isotermal( T tetap) adalah: W =n RT ln

pV=C` atau p2V2=p1V1 Ini adalah hukum Boyle Proses isobarik Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan gas pada tekanan tetap. Grafik P-V-nya berupa garis lurus horisontal dan usaha usaha yang dilakukan gas dinyatakan oleh persamaan berikut: W=p∆V=p(V2-V1) Persamaan keadaan gas ideal untuk proses isobarik (p tetap) adalah: Ini adalah hukum Gay Lussac Isokhorik

Isokhorik adalah proses perubahan keadaan gas pada volume teta. Grafik p-V nya adalah berupa garis lurus vertical Adiabatik Proses adiabatic adalah suatu proses perubahan gas dimana tidak ada kalor yang masuk kedalam atau keluar dari system (gas), yaitu Q=0. 2. Pengertian energi dalam Energi dalam (U) suatu sistem adalah jumlah energi kinetik seluruh partikel penyusunnya ditambah seluruh energi potensial dari interaksi antara seluruh partikel itu. Ketika terjadi perubahan keadaan suatu sistem energi dalam dapat berubah dari U1 à U2 ∆U = U 2 −U 1