5 kapasitas panas (termodinamika)

Download 5 kapasitas panas (termodinamika)

Post on 01-Nov-2014

639 views

Category:

Career

7 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Teaching Slide

TRANSCRIPT

<ul><li> 1. TERMODINAMIKATERMODINAMIKA Energi dalam, Kalor, dan Kapasitas panas </li> <li> 2. v1 v2 dx F (dorong) TermodinamikaTermodinamika Sistem sesuatu yang diamati Lingkungan sesuatu di luar sistem Usaha yang dilakukan dW = Fdx </li> <li> 3. Pengertian sistem danPengertian sistem dan lingkunganlingkungan Sistem Lingkungan </li> <li> 4. Berbagai jenis sistemBerbagai jenis sistem </li> <li> 5. Hukum Termodinamika IHukum Termodinamika I Perubahan energi dalam (U) dari sebuah sistem hanya tergantung pada transfer panas ke dalam sistem (Q) dan kerja yang dilakukan oleh sistem (W) dan tidak tergantung pada proses yang terjadi. U = Q - W </li> <li> 6. SISTEM LINGKUNGAN Q (+) W=0 QU = Sebuah sistem menyerap kalor dan sistem tidak menghasilkan kerja </li> <li> 7. SISTEM LINGKUNGAN W(+) Sistem melakukan kerja dengan berekspansi terhadap lingkungannya Dan tidak ada panas yang ditambahkan selama proses, energi Meninggalkan sistem dan energi dalam berkurang )()( + UWJika WU = </li> <li> 8. SISTEM LINGKUNGAN Q (+) W(+) Ketika panas Q ditambahkan ke sistem sebagian dari energi yang ditambahkan tetap tinggal dalam sistem, mengubah energi dalam sebesar U; sisanya meninggalkan sistem melakukan kerja WQU = WUQ += HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA </li> <li> 9. Ditransformasikan sebagai akibat perbedaan suhu dari sistem panas ke dingin. -Panas merupakan faktor ekstensif (bergantung pada jumlah zat) -Suhu merupakan faktor intensif (tidak bergantung pada jumlah zat) Panas diberi simbol q, bergantung dari suhu, jenis zat dan banyaknya zat Kapasitas panas. Kapasitas panas: Banyaknya panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat 1o C Panas Jenis: Banyaknya panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu1 gram suatu zat 1o C. Kapasitas Panas Molar: Banyaknya panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu1 mol zat 1o C. PanasPanas </li> <li> 10. SISTEM LINGKUNGAN Q (+) W(+) SISTEM LINGKUNGAN Q (-) W(-) </li> <li> 11. Hukum Termodinamika IHukum Termodinamika I Kalor dan Usaha pada sistem dengan lingkungan dapat dijelaskan : 1. Kalor ditambahkan ke sistem Q + 2. Kalor dilepaskan dari sistem Q 3. Kerja dilakukan oleh sistem W + 4. Kerja dilakukan pada sistem W Hukum termodinamika ke I merupakan hukum kekekalan energi. </li> <li> 12. EEnergi Dalam (nergi Dalam (U)U) BENDA MOLEKUL ATOM Energi Kinetik Energi Potensial Energi dalam (U) suatu sistem : 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 U2 12 UUU = </li> <li> 13. Energi Dalam Gas IdealEnergi Dalam Gas Ideal U = (3/2) NkT atau U = (3/2) nRT Energi dalam dari gas ideal hanya merupakan fungsi dari temperatur, sedangakan energi dalam gas nyata fungsi dari tekanan (p), suhu (T), dan volume (V). Persamaan diatas hanya berlaku pada gas monoatomik (molekul beratom satu).Contoh : He, Ne, Ar, dll. Untuk gas diatomik seperti O2, N2, Cl2 menggunakan bilangan (5/2) karena memiliki 5 derajat kebebasan. </li> <li> 14. v1 p1 v p2 p v2 Proses Isotermal Pada keadaan ini temperatur (T) tetap, berarti T = 0 U = (3/2) nRT U = 0 Sehingga : Q = W W = nRT ln(V2/V1) </li> <li> 15. Proses Isokhorik v1 p1 v p2 p Pada keadaan ini Volume (V) tetap, berarti V = 0 W = PV W = 0 Sehingga : U = Qv U = U2 U1 </li> <li> 16. Proses Isobarik v1 v p v2 p1 Pada keadaan ini tekanan (p) tetap, dengan kata lain tidak terjadi perubahan dalam sistem W = PV dan Qp = n Cp T Sehingga : U = Qp - W atau U = U2 U1 </li> <li> 17. v1 p1 v p2 p v2 T1 T2 Proses Adiabatik Pada keadaan ini tidak terjadi transfer panas yang masuk dan keluar sistem, maka Q = 0 Sehingga : U = Q - W U = - W )( 1 1 2211 1 22 1 11 2211 VPVPW VTVT VPVP = = = </li> <li> 18. Termodinamika Gas Ideal WU =Proses adiabatik Proses isokhorik QvU= Proses isobarik WQpU = Proses isotermal WQ = </li> <li> 19. Contoh SoalContoh Soal Sebuah pemanas air menggunakan listrik sebagai sumbernya digunakan untuk memanaskan 3 kg air pada 80o C. Usaha yang diberikan filamen pemanas 25 kJ sementara panas yang terbuang karena konduksi sebesar 15 kkal. Berapa perubahan energi internal sistem dan temperatur akhir ? </li> <li> 20. KAPASITAS PANAS DARI GAS IDEALKAPASITAS PANAS DARI GAS IDEAL Kapasitas panas adalah banyaknya kalor yang diserap oleh gas untuk menaikan suhunya. Kapasitas panas dapat terjadi pada volum tetap (CV) atau tekanan tetap (CP) Kapasitas panas molar pada volum tetap (CV) Kapasitas panas molar pada tekanan tetap (CP) </li> <li> 21. dTnCdQ V= dQdUdW ==0 dTnCdU V= Pada volum konstan sistem tidak melakukan kerja sehingga W = 0 Qv = n Cv T Kapasitas panas molar pada volum tetap (CKapasitas panas molar pada volum tetap (CVV)) </li> <li> 22. dTnRdWdVPdW == dTnCdQ P= Karena P konstan perubahan volume sebanding dengan perubahan suhunya Qp = n Cp T Kapasitas panas molar padaKapasitas panas molar pada tekanantekanan tetap (Ctetap (Cpp)) </li> <li> 23. Nilai dari CNilai dari CPP dan Cdan Cvv hasil eksperimenhasil eksperimen </li> <li> 24. Hubungan antara panas jenis (CHubungan antara panas jenis (CPP) dan (C) dan (Cvv)) </li> <li> 25. Grafik kapasitas panas pada volume tetap terhadap perubahan suhu untuk gas diatomik seperti H2, Cl2, N2, O2, dll. PPrinsip ekipartisi energi pada kapasitas panasrinsip ekipartisi energi pada kapasitas panas </li> <li> 26. V P C C = Untuk gas CP selalu lebih besar daripada CV 1&gt; Untuk gas monoatomik RCV 2 3 = 67,1= Untuk gas diatomik RCV 2 5 = 40,1= RCC Vp += )( 1 1 2211 1 22 1 11 2211 VPVPW VTVT VPVP = = = Rasio Kapasitas PanasRasio Kapasitas Panas </li> <li> 27. Contoh SoalContoh Soal 1. Hitunglah jumlah panas (Q) yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 8 gr gas Helium dari 298 K ke 396 K pada tekanan tetap? 2. Suatu gas ideal monoatomik dalam sistem tertutup mengalami proses reversible. Gas tersebut ditekan secara adiabatis dari keadaan awal 70o C dan 1 bar sampai 150o C. Berapakah kalor , energi dalam, dan tekanan akhir dari gas tersebut? </li> </ul>