Hukum Pertama TermodinamikaPerubahan energi dalam:Keterangan: :Perubahan energi dalam (Joule) U2:Energi dalam pada keadaan akhir (Joule) U1:Energi dalam pada keadaan awal (Joule)Usaha yang dilakukan oleh gas pada tekanan tetap:

Keterangan: p: Besarnya tekanan (atm) : Perubahan volume (liter)Rumus umum usaha yang dilakukan gas:Penghitungan energi dalam: Gas monoatomik: Gas diatomik:Proses-proses termodinamika gasProses isobarik

Diagram proses isobarik. Daerah berwarna kuning sama dengan usaha yang dilakukan.Prosesisobarikadalah perubahan keadaan gas padatekanantetap.Persamaan keadaan isobarik:Usaha yang dilakukan pada keadaan isobarik:Proses isokhorik

Digram proses isokhorik. Grafiknya berupa garis lurus vertikal karena volumenya tidak berubah. Tidak ada usaha yang dilakukan pada proses isokhorik.Prosesisokhorikadalah perubahan keadaan gas padavolumetetap.Persamaan keadaan isokhorik:Proses isotermis/isotermik

Proses isotermik. Daerah berwarna biru menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan gas.Prosesisotermikadalah perubahan keadaan gas padasuhutetap.Persamaan keadaan isotermik:Usaha yang dilakukan pada keadaan isotermik: Dari persamaan gas ideal

Rumus umum usaha yang dilakukan gas:

maka:karenabernilai tetap, maka:

Ingat integral ini!

maka persamaan di atas menjadi

maka menjadi:

Proses adiabatik

Proses adiabatik. Warna biru muda menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan.Proses adiabatik adalah perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk maupun keluar dari sistem.Persamaan keadaan adiabatik:Tetapan Laplace:karena, maka persamaan diatas dapat juga ditulis:

Usaha yang dilakukan pada proses adiabatik:

Apakah Pengertian Proses AdiabatikOleh:Fitria0 CommentPengertian Proses Adiabatik.Dalam fisika, proses adiabatik adalah sistem yang tidak melakukan pertukaran panas dengan lingkungannya. Ini berarti ketika sistem melakukan usaha apakah gerakan atau kerja mekanik itu idealnya tidak menjadikan lingkungan sekitarnya hangat atau dingin. Untuk sistem yang melibatkan gas, proses adiabatik biasanya membutuhkan perubahan tekanan untuk menggeser suhu tanpa mempengaruhi lingkungan sekitarnya. Dalam atmosfer bumi, massa udara akan menjalani ekspansi adiabatik dan mendingin, atau mereka akan mengalami kompresi adiabatik, dan memanas. Insinyur telah merancang berbagai mesin dengan proses yang setidaknya sebagian adiabatik.

Pengertian Proses AdiabatikSebuah proses adiabatik adalah proses termodinamika sistem tidak mendapatkan atau kehilangan panas ke lingkungan sekitarnya. Sebuah proses termodinamika dapat dipahami sebagai pengukuran perubahan energi dalam sebuah sistem, yang diambil dari keadaan awal ke keadaan akhir. Dalam aplikasi termodinamika, sistem mungkin setiap ruang yang jelas dengan satu set properti seragam, apakah planet, massa udara, mesin diesel, atau alam semesta. Sementara sistem memiliki banyak sifat termodinamika, yang penting di sini adalah perubahan suhu, diukur penambahan atau penurunan panasSebuah perubahan energi internal sistem akan terjadi setiap kali sistem yang melakukan usaha, seperti ketika sebuah mesin pembakaran internal yang disebabkan oleh pergerakan bagian-bagiannya. Dalam proses adiabatik dengan melibatkan gas atmosfer, seperti udara, kompresi gas dalam sistem menyebabkan gas untuk melakukan pemanasan, sementara perluasan mendinginkan itu. Beberapa mesin uap telah mengambil keuntungan dari proses ini untuk meningkatkan tekanan dan dengan demikian suhu, dan dianggap mesin adiabatik. Para ilmuwan mengklasifikasikan proses adiabatik dari mesin ke sistem cuaca adalah menurut apakah mereka reversibel atau tidak suhu aslinya.Dalam proses adiabatik, perubahan suhu akan terjadi hanya karena usaha yang melakukan, tapi bukan karena kehilangan panas terhadap lingkungannya. Meningkatnya udara dingin tanpa kehilangan panas ke massa udara disekitarnya. Mendingin karena tekanan atmosfer, yang memampatkan dan memanaskan udara dekat dengan permukaan bumi, menurun sesuai dengan ketinggian. Ketika tekanan pada gas berkurang, akan mengembang, dan hukum termodinamika menganggap ekspansi menjadi usaha. Ketika massa udara mengembang dan melakukan kerja, tidak kehilangan panas ke massa udara lain yang mungkin memiliki suhu yang sangat berbeda, dan dengan demikian mengalami proses adiabatik.Hal ini hampir mustahil untuk sistem adiabatik sempurna untuk ada, karena beberapa panas biasanya hilang. Ada persamaan matematika yang digunakan para ilmuwan untuk model proses adiabatik yang mengasumsikan sistem yang sempurna untuk kenyamanan. Ini harus disesuaikan ketika merencanakan mesin aktual atau perangkat. Kebalikan dari proses adiabatik adalah proses isotermal, dimana panas ditransfer di luar sistem untuk lingkungan sekitarnya. Jika gas mengembang bebas di luar sistem dengan tekanan diatur, itu mengalami proses isotermal..

HUKUM-HUKUM TERMODINAMIKA23 FEBRUARI 2013NACKSOMAT TINGGALKAN KOMENTARPernah aku menulis tentang hukum kenol termodinamika di blog namun aku hapus. Aku pikir apa gunanya. Toh sudah banyak buku dan banyak tempat di jagat maya yang berbicara tentang itu. Kenyataannya banyak orang tersesat ke blog ini. Rasanya aku perlu memuatnya lagi. Kita perlu menghargai hal-hal kecil yang telah kita dapat. Dengan bergitu kita mungkin dapat menyelesaikan persoalan terbesar kemanusiaan.Ada empat buah hukum termodinamika anatara lain hukum kenol, hukum kesatu, hukum kedua, hukum ketiga.Hukum kenol termodinamika menjelaskan tentang objek dari termodinamika yakni termal (panas) yang biasa dinyatakan mengunakan temperatur. Hukum kenol termodinamika menyatakan bahwa jika ada dua buah sistem berkeseimbangantermal dengan suatu sistem ketiga berarti dua bua sistem itu berkeseimbangan termal satu sama lain. Prinsip ini dipakai dalam pengukuran temperatur. Dan entah mengapa aku melihat hukum kenol ini mirip dengan aksioma Euclid. Hal-hal yang setara dengan suatu hal lain maka hal-hal itu sama satu sama lain. Saya baru tahu tentang aksioma ini dari filmLincoln. Dalam film itu sang tokoh memberi penjelasan lanjutan bahwa semua manusia adalah sama.Hukum kesatu termodinamika menerangkan tentang kekekalan energi. Energi tidak dapat diciptakan maupun dihancurkan; ia dapat berpindah atau berubah ke jenis energi yang lain. Sangat tidak mungkin menghasilkan suatu perangkat yang melakukan kerja terus-menerus tanpa mengonsumsi energi. Sering hukum yang satu ini mengingatkanku tentang Tuhan. Darimana segala hal yang ada di semesta ini? Teori mutakhir ialah tentang Letusan Besar. Melalui serangkaian peristiwa terjadi Letusan Besar hingga menyebabkan semesta sedemikian rupa seperti sekarang, manusia ada dan sebagainya. Timbul pertanyaan darimana energi Letusan Besar. Ada yang menjawab energi itu dari semesta sebelumnya dan sebagainya. Hal ini jelas akan berujung ke komplikasi filosofis, mundur tanpa ujung. Saya sampai ke kesimpulan pada suatu waktu semuanya berasal dari Tuhan lalu suatu waktu pula semua yang kita ketahui di semesta ini akan kembali kepada Tuhan.Hukum kedua termodinamika menerangkan tentang aliran energi. Di sini diperkenalkanlah konsep entropi. Suatu proses termodinamika mengarah ke suatu keseimbangan termodinamika dengan jumlah entropi selalu bertambah. Entropi adalah suatu derajat kekacauan. Entropi adalah kurangnya informasi fisis untuk menyatakan suatu sistem. Apa itu entropi sesungguhnya? Semua proses di alam selalu tak terbalik (irreversibel). Apa benar seperti itu? Saya masih ragu tentang hal ini selama saya tidak bisa mengerti bagaimana hubungan teori tentang energi gelap (dark energy), materi gelap (dark matter), dan pertumbuhan makhluk hidup dengan konsep entropi.Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa jumlah entropi pada suatu kristalin murni pada temperatur nol absolut adalah nol.Begitulah hukum-hukum termodinamika. Banyak perangkat bermanfaat telah dihasilkan. Banyak juga tantangan yang ditimbulkan. Saya membayangkan suatu saat nanti akan muncul orang yang akan menjungkirbalikkan semua pengetahuan yang telah berdiri mantap ini.

Soal Dan jawaban Termodinamika Kelas 11Soal Dan Pembahasan termodinamikaSoal Dan jawaban TermodinamikaSoal soal TermodinamikaMateri TermodinamikaRumus Rumus Penting Termodinamika

Rumus Dasar Termodinamika

Hukum Termodinamika IU = Q WKeterangan :U = perubahan energi dalam (joule)Q = kalor (joule)W = usaha (joule)

Proses-prosesIsobaris tekanan tetapIsotermis suhu tetap U = 0Isokhoris volume tetap (atau isovolumis atau isometric) W = 0Adiabatis tidak terjadi pertukaran kalor Q = 0Siklus daur U = 0

Persamaan Keadaan GasHukum Gay-LussacTekanan tetap V/T= Konstan V1/T1=V2/T2

Hukum CharlesVolume tetap P/T= Konstan P1/T1=P2/T2

Hukum BoyleSuhu tetap PV = Konstan P1V1= P2V2

P, V, T Berubah (non adiabatis)(P1V1)/(T1)=(P2V2)/(T2)

AdiabatisP1V1= P2V2T1V1 1= T2V2 1 = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap =Cp/Cv

UsahaW = P(V) IsobarisW = 0 IsokhorisW = nRT ln (V2/ V1) IsotermisW = 3/2nRT Adiabatis ( gas monoatomik)Keterangan :T = suhu (Kelvin, jangan Celcius)P = tekanan (Pa = N/m2)V = volume (m3)n = jumlah mol1 liter = 103m31 atm = 105Pa ( atau ikut soal!)Jika tidak diketahui di soal ambil nilailn 2 = 0,693

Mesin Carnot = ( 1 Tr/Tt) x 100 % = (W/Q1) x 100%W = Q1 Q2Keterangan : = efisiensi mesin Carnot (%)Tr= suhu reservoir rendah (Kelvin)Tt= suhu reservoir tinggi (Kelvin)W = usaha (joule)Q1= kalor masuk / diserap reservoir tinggi (joule)Q2= kalor keluar / dibuang reservoir rendah (joule)

Diktat Termodinakiaka Teknik Mesintermodinamika 2Termodinamika 1Termodinamika EntropyAplikasi TErmodinamikaContoh Soal dan Pembahasan

Soal No. 1Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m3dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut!(1 atm = 1,01 x 105Pa)

PembahasanData:V2= 4,5 m3V1= 2,0 m3P = 2 atm = 2,02 x 105PaIsobaris Tekanan Tetap

W = P (V)W = P(V2 V1)W = 2,02 x 105(4,5 2,0) = 5,05 x 105joule

Soal No. 21,5 m3gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105N/m2, gas helium melakukan usaha luar sebesar....A. 60 kJB. 120 kJC. 280 kJD. 480 kJE. 660 kJ(Sumber Soal : UMPTN 1995)

PembahasanData :V1= 1,5 m3T1= 27oC = 300 KT2= 87oC = 360 KP = 2 x 105N/m2

W = PVMencari V2:V2/T2=V1/T1V2= (V1/T1) x T2= (1,5/300) x 360 = 1,8 m3W = PV = 2 x 105(1,8 1,5) = 0,6 x 105= 60 x 103= 60 kJ

Soal No. 32000/693mol gas helium pada suhu tetap 27oC mengalami perubahan volume dari 2,5 liter menjadi 5 liter. Jika R = 8,314 J/mol K dan ln 2 = 0,693 tentukan usaha yang dilakukan gas helium!

PembahasanData :n =2000/693molV2= 5 LV1= 2,5 LT = 27oC = 300 K

Usaha yang dilakukan gas :W = nRT ln (V2/ V1)W = (2000/693mol) ( 8,314 J/mol K)(300 K) ln (5 L/2,5 L)W = (2000/693) (8,314) (300) (0,693) = 4988,4 joule

Soal No. 4Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha yang dihasilkan adalah....A. 120 JB. 124 JC. 135 JD. 148 JE. 200 J(Sumber Soal : UN Fisika 2009 P04 No. 18)

Pembahasan = ( 1 Tr/Tt) x 100 %Hilangkan saja 100% untuk memudahkan perhitungan : = ( 1 400/600) =1/3 = (W/Q1)1/3=W/600W = 200 J

Soal No. 5Diagram PV dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut!

Usahayang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar....A. 660 kJB. 400 kJC. 280 kJD. 120 kJE. 60 kJ(Sumber Soal : UN Fisika 2010 P04 No. 17)

PembahasanWAC= WAB+ WBCWAC= 0 + (2 x 105)(3,5 1,5) = 4 x 105= 400 kJ

Soal No. 6Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya.....%A. 50,0B. 52,5C. 57,0D. 62,5E. 64,0(Sumber Soal : SPMB 2004)

PembahasanData pertama: = 40% =4/10Tt= 400 KCari terlebih dahulu suhu rendahnya (Tr) hilangkan 100 % untuk mempermudah perhitungan: = 1 (Tr/Tt)4/10= 1 (Tr/400)(Tr/400) =6/10Tr = 240 K

Data kedua :Tt = 640 KTr = 240 K (dari hasil perhitungan pertama) = ( 1 Tr/Tt) x 100% = ( 1 240/640) x 100% = (5/8) x 100% = 62,5%

Soal No. 7Perhatikan gambar berikut ini!

Jika kalor yang diserap reservoir suhu tinggi adalah 1200 joule, tentukan :a) Efisiensi mesin Carnotb) Usaha mesin Carnotc) Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin Carnotd) Jenis proses ab, bc, cd dan da

Pembahasana) Efisiensi mesin CarnotData :Tt = 227oC = 500 KTr = 27oC = 300 K = ( 1 Tr/Tt) x 100% = ( 1 300/500) x 100% = 40%b) Usaha mesin Carnot =W/Q14/10=W/1200W = 480 joulec) Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin CarnotQ2= Q1 W = 1200 480 = 720 jouleQ2: W = 720 : 480 = 9 : 6 = 3 : 2

d) Jenis proses ab, bc, cd dan daab pemuaian isotermis (volume gas bertambah, suhu gas tetap)bc pemuaian adiabatis (volume gas bertambah, suhu gas turun)cd pemampatan isotermal (volume gas berkurang, suhu gas tetap)da pemampatan adiabatis (volume gas berkurang, suhu gas naik)

Soal No. 8

Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar P V di atas. Kerja yang dihasilkan pada proses siklus ini adalah....kilojoule.A. 200B. 400C. 600D. 800E. 1000

PembahasanW = Usaha (kerja) = Luas kurva siklus = Luas bidang abcdaW = ab x bcW = 2 x (2 x 105) = 400 kilojoule