fisika hukum termodinamika 1
Post on 03-Jun-2018
267 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
1/24
Nama Anggota Kelompok:
Agung Sadewo
Andi Bunga Wali S.P Annisa Athiullah Dais
Inggrit Friska Rorre
Kharisma Natalia S.
Nurlaila R.
Raheme Zam-Zam Sb
Septian Joshua Jales C. XI IPA 3
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
2/24
Termodinamika merupakan cabang ilmufisika yang mempelajari tentang
temperatur, pengaliran panas, dan
pertukaran energi yang diakibatkan dan
usaha yang dilakukan oleh panas.
Dalam termodinamika, kumpulan
benda-benda yang kita perhatikandisebut dengan sistem. Sedangkan semua
yang ada di sekitar benda (sistem) disebut
dengan lingkungan.
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
3/24
Pondasi hukum ini pertama kali diletakkan
oleh James Prescott Jouleyang melaluieksperimen-eksperimennya berhasil
menyimpulkan bahwa panas dan kerja
saling dapat dikonversikan.
Kenaikan energi eternal dari suatu sistemtermodinamika sebanding dengan jumlah energi
panas yang ditambahkan ke dalam sistemdikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh sistem
terhadap lingkungannya.
http://id.wikipedia.org/wiki/James_Prescott_Joulehttp://id.wikipedia.org/wiki/James_Prescott_Joule -
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
4/24
Hukum I Termodinamikamenyatakan bahwa:
Untuk setiap proses, apabila kalor Q diberikan
kepada sistem dan sistem melakukan usahaW, maka akan terjadi perubahan energidalam U = Q W.
Pernyataan ini dapat dituliskan secaramatematis:
dengan dQ: Jumlah KalordW: Usaha atau Kerja
dU: Tenaga dalam
dQ=dW+dU
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
5/24
W bertanda positif jika sistem melakukan usahaterhadap lingkungan.W bertanda negatif jika sistem menerima usaha darilingkunganQ bertanda postif jika sistem menerima kalor darilingkunganQ bertanda negatif jika sistem melepas kalor pada
lingkungan
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
6/24
Usaha Luar(W) adalah usaha yang dilakukansistem terhadap lingkungannya.
Misalnya: Gas dalam ruangan yang
berpenghisap bebas tanpa gesekanyangdipanaskan pada tekanan tetap, makavolume(V) akan bertambah. Usaha yangdilakukan sistem sehubungan denganperubahan volume gas dapat dirumuskan:
F = p A
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
7/24
Usaha yang dilakukan oleh gas terhadapudara luar adalah:
Sehingga:
dW = F dx
= p A dx= p dv
W = p ( V2V1 )
P
VV2V1
Keterangan:W = Luas arsiranUntuk tekanan p yang positif, usaha W akan positifbila gas memuai ( V2 >V1 ) ke kanan ( W > 0 ).Sebaliknya, usaha W akan negatif bila gas
memampat ( V2< V1)atau arah lintasan proses kearah kiri ( W < 0 )Usaha yang dilakukan oleh gas (sistem) seringdisebut usaha luar. Apabila diagram pV diketahui,usaha luar akan lebih sederhana ditentukan secaragrafik yaitu dengan menentukan luas area di bawah
kurva pada diagram tersebut
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
8/24
Usaha dalam (U) adalah usaha yang dilakukanoleh bagian dari suatu sistem pada bagian lain
dari sistem itu pula. Pada pemanasan gas di
atas, usaha dalam adalah berupa gerakan-
gerakan antara molekul-molekul gas yangdipanaskan menjadi kebih cepat.
Energi dalam suatu gas ideal adalah
untuk gas diatomik:
=5
2
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
9/24
Usaha alias kerja merupakan perpindahanenergi melalui cara-cara mekanis.
Usaha dalam gerak translasi:
Usaha dalam gerak rotasi:
Usaha pada termodinamika:
W = F s
=.
W = p ( V2V1 )
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
10/24
Ada beberapa proses yang kita kenalsehubungan dengan usaha yang dilakukanoleh gas berkaitan dengan perubahan suhu,
volume, tekanan, dan energi dalam gas.Proses tersebut meliputi:
1. proses isotermal
2. proses isokhorik
3. proses isobarik
4. proses adiabatik
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
11/24
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
12/24
Proses Isokhorik adalah proses perubahan keadaansistem pada volume tetap. Karena gas tidakmengalami perubahan volume, maka usaha yangdilakukan oleh gas sama dengan nol.
Perhatikan gambar berikut.W = p (V)
= p (0) = 0
W = 0
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
13/24
Proses isobarik adalah proses perubahankeadaan sistem pada tekanan tetap. Usahayang dilakukan oleh gas adalah
W = p ( VB - VA )
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
14/24
Proses adiabatik adalah proses perubahan
keadaan sistem tanpa adanya kalor yang
masuk ke sistem atau keluar dari sistem (gas),
yaitu Q = 0. Pada proses adiabatik terjadi
perubahan suhu, tekanan, dan volume. Kurva
adiabatik lebih curam dibandingkan kurva
isotermal. Proses ini mengikuti rumus Poissonsebagai berikut.
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
15/24
=
( )
= konstanatau
=
()= tetap
atau
()= ()
Dengan,
=
adalah tetapan Laplace
= kapasitas kalor gas pada tekanan
tetap, dan= kapasitas kalor gas pada volume tetap
Maka besarnya usaha pada proses adiabatikyaitu,
=
( )
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
16/24
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
17/24
berharga + : berarti system menerima/melepaskalor
berharga + : berarti system melakukan/
menerima usaha
berharga + : berarti terjadi penambahan/pengurangan energi dalam.
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
18/24
Hukum pertama termodinamika dilakukan dalam empat proses,yaitu:a. Proses Isotermal
Dalam proses ini, suhu sistem dijaga agar selalu konstan. Suhu gas idealberbanding lurus dengan energi dalam gas ideal dan tekanan sistem
berubah penjadi (tekanan sistem berkurang).
Gb.1 grafik proses isotermal
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
19/24
b. Proses Adiabatik
Dalam proses adibiatik, tidak ada kalor yang
ditambahkan pada sistem atau meninggalkan sistem (Q =O). Proses adibiatik bisa terjadi pada sistem tertutup yang
terisolasi dengan baik. Untuk sistem tertutup yang terisolasi
dengan baik, biasanya tidak ada kalor yang dengan
seenaknya mengalir kedalam sistem atau meninggalkan
sistem. Proses adibiatik juga bisa terjadi pada sistemtertutup yang tidak terisolasi. Proses dilakukan dengan
sangat cepat sehingga kalor tidak sempat mengalir
menuju sistem atau meninggalkan sistem.
Gb.2 grafik proses adiabatik
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
20/24
c. Proses Isokhorik
Dalam prose isokhorik, volume sistem dijaga agar selalu konstan.Karena volume sistem selalu konstan, maka sistem tidak bisa melakukankerja pada lingkungan. Demikian juga sebaliknya, lingkungan tidak bisa
melakukan kerja pada sistem.
Gb.3 grafik isokhorik
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
21/24
d. Proses Isobarik
Dalam proses isobarik, tekanan sistem dijaga agar selalu konstan.Karena yang konstan adalah tekanan maka perubahan energi dalam(U) ,kalor (Q), dan kerja (W) pada proses isobarik tidak ada dan
bernilai nol. Dengan demikian, persamaan hukum pertamatermodinamika tetep utuh seperti semula.
Gb.4 grafik isobarik
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
22/24
a. Konsep Kapasitas Kalor Gas
Jika sejumlah gas menerima kalor (), sehingga suhunya naik(), maka kapasitas kalortersebut dirumuskan sebagai berikut.
=
=
=
=
Kapasitas kalor gas pada volume tetap (C) adalah
=
Untuk volume tetap, =
=
Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap ()adalah
= .
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
23/24
b. Tetapan Laplace untuk gasmonoatomik dan gas diatomikTetapan Laplace ()untuk gas ideal monoatomik
=
dan =
=
= ,
Tetapan Laplace ()untuk gas ideal diatomik
=
dan =
=
= ,
-
8/12/2019 Fisika Hukum Termodinamika 1
24/24
TERIMAKASIH
top related