fisika hukum termodinamika 1

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


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.


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


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


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


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


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


8/24

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


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 )


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


11/24


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


13/24

Proses isobarik adalah proses perubahankeadaan sistem pada tekanan tetap. Usahayang dilakukan oleh gas adalah

W = p ( VB - VA )


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.


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,

=

( )


16/24


17/24

berharga + : berarti system menerima/melepaskalor

berharga + : berarti system melakukan/

menerima usaha

berharga + : berarti terjadi penambahan/pengurangan energi dalam.


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


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


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


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


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

= .


23/24

b. Tetapan Laplace untuk gasmonoatomik dan gas diatomikTetapan Laplace ()untuk gas ideal monoatomik

=

dan =

=

= ,

Tetapan Laplace ()untuk gas ideal diatomik

=

dan =

=

= ,


24/24

TERIMAKASIH

fisika hukum termodinamika 1

Documents