k4-termodinamika-lcd1

Termodinamika - Sediarso 1

CONTOH HITUNGAN

• Contoh 1:• Hitung q, W, DE, dan DH, dlm kalori,

bila 100 g air dipanaskan dr 25o C hg 85o C pd tek tetap 1 atm. Rapat massa air pd 25°C dan pd 85 o C adl masing-masing 0,997 dan 0,968 g/ml. Kapasitas kalor rata-rata air, pd tek tetap adl 1 kal/der g.

Termodinamika - Sediarso 2

Jawab:Pd tek tetap, maka q = qp = DH.

DH Cp = ------- DH = Cp DT

DTJadi, DH = (1) (358 - 298) = 60kal/gUtk 100 g air DH = (100) (60) = 6000 kal.Kalor yg diperlukan, q = qp = DH = 6000 kal.Utk zat pdt atau zat cair saja, perubahan pV

sangat kecil shg DE = DH,Jadi: DE = DH = 6000 kal.

Termodinamika - Sediarso 3

Pd tek tetap, W = -pDV = -p (V358 – V298)

1 103

V358 = --------- ml/g = ------------- liter/g

0,968 0,968 1 103

V358 = --------- ml/g = ------------- liter/g

0,997 0,997Jadi: W = -(1) (-1)-3 (1/0,968 – 1/0,997)

= -3 x 10-5 l.atm/gUtk 100 g, W = -(100)(3 x 10-5) = -0,003 liter.atm.

= -0,003 x 24,2 = 0,073 kalori

Termodinamika - Sediarso 4

Contoh 2:

Satu mol uap Benzena dicairkan pd titik didih normalnya, yi pd 80,1°C.

Bila diketahui bhw kalor penguapan benzena adl 7350 kal/Mol, hitung: q, W, DE, DH, DS, dan DG.

Termodinamika - Sediarso 5

Jawab:Proses berlangsung pd tek tetap (1 atm), maka;q = qp = DH = -7350 kalori

W = -pDV = -p(Vcair – Vuap)

Karena Vuap >> Vcair

W = p Vuap = = nRT

= (1)(1,99)(356) = 702 kaloriDE = q + W = -7350 + 702 = -6648 kalori

Karena proses berlanssung reversibel, maka:DS = qr / T = -7350/356 = 20,7 kalori

DG = 0

Termodinamika - Sediarso 6

Contoh 3: Hitung kalor yg diperlukan utk memanaskan 10 Mol suatu gas dari 27oC hingga 527oC pd tek tetap. Utk gas ini, Cp = 6,00 + 1,05 x 10-2 T kal/der.Mol. Jawab:Pd p tetap, DH = Cp dT = (6,00 + 1,05 x 10-2 T) dTDi-integrasikan:DH = 6,00(T2 –T1) + (1,05 x 10-2)/2 (T2

2 – T12)

= 6,00(800 – 600) + (0,525x10-2)(8002 – 3002) = 3000 + 2970 = 5970 kal/Mol

Utk 10 Mol, DH = 10 x 5970 = 59,70 kkal

Termodinamika - Sediarso 7

Contoh 4:Utk suatu zat Cp = 12,0

kal/der.Mol. Hitung perubahan entropi bila

10 Mol zat ini dipanaskan dr 25o C hingga 30 o C pada tek tetap.

Termodinamika - Sediarso 8

Jawab: Problem ini menygkut perhitungan DS dr Cp.

Kaitan antara dua besaran ini dpt dpt diturunkan sbb:Utk suatu perubahan kecil yg herlangsung pd temp T,

DS = dqr / T

Pd tek tetap, dqr = DH = Cp T

Shg DS = (Cp / T) dT

Karena Cp tetap, maka integrasi pers ini menghasilkn:

DS = Cp ln (T2 / T1) kal/der.Mol.

Jadi DS = (12) (2,303) log (303/298) = 0,20 kal/der.Mol.

Utk 10 Mol, DS = (10) (0,20) = 2,0 kal/der.

Termodinamika - Sediarso 9

Contoh 5:Reaksi antara boron karbida dan oksigen

dipelajari dlm kalorimeter bomb. DE utk reaksi pd suhu 25°C sama dg -681,5 kkal/Mol B4C . Hitung DH reaksi.

 Jawab:B4C (p) + 4 O2 (g) 2 B2O3 (p) + CO2 (g)DH = DE + (Dn) RT Dn = 1 – 4 = -3

R = 1,99 kal/der.Mol.T = 273o + 25o = 298 KDE = -681,5 kkal = -681500 kal

DH = -681500 + (-3) (1,99 kal/der.Mol) (298o) = -683300 kal = -683,3 kkal

Termodinamika - Sediarso 10

Contoh 6:Keadaan air pd temperatur didih

normalnya dibandingkan dg keadaannya pd temperatur 27oC adl lebih tdk teratur sebesar 3,9 satuan entropi per Mol.

Kalor yg diperlukan utk mengubah air dr 27oC dan tek 1 atm menjadi uap pd 100oC dan tek yg sama adl 613 kal/g.

Berapakah perubahan entropi yg terjadi bila 1 Mol uap air pd 100oC dan tek 1 atm diubah menjadi air pd 278oC dan tek 1 atm.

Kapasitas kalor air= 18 kal/der Mol.

Termodinamika - Sediarso 11

JAWAB:

H2O (c) D H2 H2O (g) 100oC D S2 100o C DS1 = 3,9 DS DH

H2O (c) 27oC

Termodinamika - Sediarso 12

DH = 613 x 18 = 11034 kalDH1 = 18 (100 – 27) = 1314 kalDH2 = DH - DH1 = 9720 kalDS2 = (9720 / 373) = 26,0 s.e.DS = -26,0 – 3,9 = -29,9 kal der = -29,9 s.e.

Termodinamika - Sediarso 13

Contoh 7:Perubahan entropi yg terjd bila 1 Mol uap air pd 100o C dan tek 1 atm diubah menjd air pd 27 o C dan 1 atm adalah -29,9 s.e. per Mol. Keadaan air pd temp didih normalnya dibanding dg temp 27oC adalah lebih tdk teratur sebesar 3,9 s.e. per Mol. Dari data ini hitung DH utk mengubah 100 g air pd temp 100°C menjd uap air 100oC, pd tek 1 atm

Termodinamika - Sediarso 14

Jawab: H2O (c) DS1 = -3,9 s.e. H2O (c) DS2 H2O (g)

27o C 100o C DH2 100o C

  DS = -29,9 s.e.

DS1 = -3,9 s.e. DS2 = -26 s.e.

DS2 = DH2/373

DH2 = 373 x 26 kal/Mol = 9698 kal/Mol

= (100/18) x 9698 = 53877,8 kal/100 g 

Termodinamika - Sediarso 15