Changes of state, entropy, and free energy

Perubahan bentuk, entropi dan energi bebas

Perubahan fisika

• ice melts = es meleleh menjadi air• water freezes = air membeku menjadi es• water vaporizes = air menguap menjadi uap

air• steam condenses = uap mengembun menjadi

cair

Heats of fusion and vaporization (panas peleburan dan penguapan)

MELTING POINT

(TITIK LELEH)

BOILING POINT (TITIK DIDIH)

HEAT (j/g) OFPANAS (joule/gram)

SUBSTANCE (ZAT)

0C 0C FUSION (PELEBURAN)

VAPORIZATION (PENGUAPAN)

Alumunium 658 2057 393 1.0 x 104

Beeswax 62 - 177 -

Carbon tetrachloride

-24 76.8 18 194

Ethanol -114 78.5 104 854

Mercury (Hg) -39 357 12 295

TNT 79 - 93 -

Water 0 100 333 2258

SATUAN PANAS• 1 joule = • banyaknya panas yang dibutuhkan oleh 1 kg benda

untuk bergerak sejauh 1 m dengan percepatan 1 m/dt2.

• 1 calorie = • banyaknya panas yang dibutuhkan oleh 1 g air murni

untuk naik suhunya sebesar 1 C0.• Tiap 4,184 joule = 1 calorie• Joule j• Calorie cal

Problem 1.241 Perubahan Es ke air• How much heat (in joules) is needed to melt 2.00

kg of ice?• Berapa banyak panas (dalam joule) dibutuhkan

untuk melelehkan 2 kg es?• 1 joule = energi yang dibutuhkan untuk

menggerakkan 1 kg benda sejauh 1 m dengan percepatan 1 m/dt2.

• karena 1 kg.m/dt2 = 1 Newton, maka bisa juga• 1 joule = energi yang dibutuhkan untuk sesuatu

bergerak sepanjang 1 m dengan gaya sebesar 1 Newton.

panas peleburan (heat of fusion)

• melting point = titik leleh = suhu dimana suatu zat mulai berubah dari padat ke cair.

• melting point dari es adalah 0 0C, tetapi:• Panas yang dibutuhkan untuk es melebur

menjadi air (Heat of Fusion) = 333 joule/g, maka:

• Jika massa es = 2 kg (=2000 g) maka panas yang dibutuhkan untuk melebur = 2000 g x 333 joule/g = 666000 joule = 6,66 x 105 joule

Problem 1.241.b

• What mass of ethanol could be vaporized at its boiling point by 6,66 x 105 j of heat?

• Berapa banyak ethanol yang dapat diuapkan pada titik didihnya dengan panas sebanyak 55,5 x 105 joule?

• The heat of vaporization of ethanol is 854 j/g.• Panas penguapan ethanol = 854 joule per gram pada

titik didihnya.• Banyak ethanol yang bisa diuapkan = (6,66 x 105 j

/854 j) x 1 g = 780 g

Problem 2.241.• How much heat in kilojoules is needed to convert 75.0 g of water at

20 0C to steam at 100 0C?• Berapa banyak panas dalam kilojoule yang dibutuhkan untuk

mengubah 75 g air dari suhu awal 20 0C menjadi uap air pada titik didihnya (100 0C)?

• Two processes are involved here• Di sini ada dua proses:• First process is the warming of the water from 20 0C to its boiling

point, 100 0C• (1) Pemanasan dari 20 0C ke titik didihnya 100 0C• The second process is vaporization at 100 0C.• (2) Penguapan pada suhu 100 0C.

Heat of warmingPanas peningkatan suhu

• Heat of warming = mass x specific heat x temperature range

• Panas untuk meningkatkan suhu = massa air x panas jenis air x kisaran naiknya suhu

• = 75.0 g x 4.184 J/(g.0C) x (100-20)0C• = 25100 J• = 25.1 kJ• Catatan: specific heat of water 4.184 J/(g.0C) = 1

calorie/(g.0C)

Heat for vaporizationPanas penguapan

• The heat of vaporization of water is 2258 J/g• Panas penguapan air = 2258 Joule/gram• heat required for vaporization =• panas yang dibutuhkan untuk penguapan =• 75.0 g x 2258 J/g = 169000 J = 169 kJ• The total heat is then • Panas keseluruhan akhirnya = 25.1 kJ + 169 k• = 194.1 kJ

Penerapan Hukum Hess

• Solid Liquid ∆Hfus

• Liquid Gas ∆HVap

• ------------------------------- +• Solid Gas ∆Hsub = ∆Hfus + ∆HVap

• Panas sublimasi = panas fusi + panas vaporisasi

• Panas hablur = panas leleh/lebur + panas penguapan

Pengaruh suhu dan tekanan terhadap bentuk air

Problem 4.248(a)

• What phase or phases can be present in each of the following system?

• (a) water at 10 0C and 760 torr.• Ada dalam bentuk apa suatu zat jika berada dalam

sistem berikut : • (a) Air pada suhu 10 0C dan tekanan 760 torr• Jawab: karena air mulai membeku pada 0 0C dan

mulai mendidih pada 100 0C pada tekanan 1 atm (=760 torr), maka pada 10 0C bentuknya cair.

Selamat BelajarKita Pasti Bisa