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