fisika dasar 1a/b (fis1101/2) termodinamika

FISIKA DASAR 1A/B (FIS1101/2)

Tim Fisika

Termodinamika

Tujuan Pembelajaran:

1. Ketepatan dalam menjelaskan hukum ke-0 dan ke-1 Termodinamika

2. Ketepatan dalam menjelaskan usaha dalam proses termodinamika

3. Ketepatan dalam menggunakan hukum termodinamika 1 dalam mengevaluasi

berbagai siklus

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

1

TERMODINAMIKA adalah satu sains yang

mempelajari tentang penyimpanan

(storage), pengubahan (transformation),

dan pemindahan (transfer) energi

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

2

STORED ENERGY

Internal Energy (U)

Kinetic Energy (EK)

Potential Energy (EP)

Chemical Energy

ENERGY IN TRANSIT

Heat (Q)

Work (W)

FORMS OF ENERGY

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

3

Dalam termodinamika, kita akan menyusun persamaan matematis yang

menghubungkan transformasi dan transfer energi dengan variabel-

variabel makroskopis, seperti temperatur, volume, dan tekanan,

yang menggambarkan sistem termodinamis.

Hukum-hukum Termodinamika FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

4

SISTEM TERMODINAMIS

Sistem termodinamis adalah bagian dari semesta yang menjadi perhatian /

sekumpulan senyawa yang terdiri dari partikel-partikel

atom dan molekul

SISTEM

SEKELILING

BOUNDARY

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

5

SISTEM

TERISOLASI TERTUTUP TERBUKA

TERISOLASI TERTUTUP TERBUKA

Transfer massa Tidak ada Tidak ada

Ada

Transfer panas dan/atau kerja

Tidak ada

Ada Ada

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

6

CONTROL VOLUME

Control volume adalah suatu volume di ruangan dimana suatu material mengalir masuk ataupun keluar.

Permukaan yang melingkupi control volume disebut control surface

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

7

KESEIMBANGAN TERMODINAMIK: PROSES

Keseimbangan adalah suatu keadaan yang statis,

tidak ada perubahan, bahkan tidak ada kecenderung-

an untuk berubah.

Suatu sistem berada dalam keseimbangan termo-

dinamik apabila property-nya (T dan P) konstan dari

satu titik ke titik lainnya dan tidak ada kecenderung-

an untuk berubah dengan waktu.

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

8

Apabila temperatur sebagian boundary dari sistem

tiba-tiba naik, maka akan terjadi redistribusi

spontan sampai semua bagian sistem memiliki

temperatur yang sama.

Ketika suatu sistem berubah dari satu keadaan

keseimbangan ke keadaan keseimbangan lainnya,

maka lintasan yang dilalui sistem tersebut

dinamakan proses.

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

9

10

Jika suatu sistem yang semula berada dalam keadaan

tertentu mengalami serangkaian proses quasi-

equilibrium dan kembali lagi ke keadaan semula,

maka dikatakan bahwa sistem tersbut mengalami

proses siklis.

isobaris

isotermal

Isokoris/

isometris

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

SATUAN

Besaran Simbol Satuan SI Satuan Inggris

Gaya, Berat F, W N lbf

Density kg/m3 lbm/ft3

Tekanan P kPa lbf/ft2

Kerja, Energi W, E, U J ft-lbf

Transfer panas Q J Btu

Panas spesifik C kJ/(kg K) Btu/(lbm R)

Enthalpy spesifik H kJ/(kg K) Btu/(lbm R)

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

11

12 FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

KESAMAAN TEMPERATUR (HUKUM KE-0 TERMODINAMIKA)

Keseimbangan termal

Hukum ke-0 Termodinamika:

Jika ada dua sistem beradan dalam keseimbangan

termal dengan sistem ketiga, maka ketiganya

berada dalam keseimbangan termal.

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

13

14

KERJA/WORK (W)

dl

F

dlFW

Gaya yang dikenakan oleh piston terhadap fluida dalam silinder:

F = P A

Pergeseran piston:

A

Vd

A

dVdl (1.a)

(1)

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

15

F searah dengan pergeseran piston (dl) menurut pers. (1) W positif.

Volume gas dalam silinder mengecil dV negatif.

penggabungan pers. (1) dan (1.a) menghasilkan:

A

VdAPW

dl

F

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

16

Karena A konstan maka:

dVPW

2

1

V

V

dVPW

(2)

(3)

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

17 17 17

PANAS (HEAT)

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

18 18 18

Transfer energi

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

19

Energi ditransfer dalam bentuk kerja:

tumbukan antar partikel

Secara makroskopis tak teramati

Harus ada satu besaran makroskopis yang mewakili transfer energi dalam skala mikroskopis

TEMPERATUR

FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

20 FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

21 FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

22 FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

23 FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

24 FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

25 FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14

TERIMAKASIH

SEMANGAT BELAJAR!

26 FIS1101/FIS1102_Termodinamika

_Tim Fisika_Minggu ke 14