KELOMPOK 2

1. Aisyah

2. Desi Noviar

3. Hanna Sjafarina

4. Indri Puspa Ningrum

5. Iman Nur Satya Budi

6. Misnawati

7. Ningsih Sepniar Lumbantoruan

8. Rugayah

9. Yoga Pratama

KEKEKALAN ENERGI

STATIK SEMU Apabila jarak antara titik – titik yang menggambarkan keadaan –

keadaan antara diperdekat, maka pada limit jarak antar keadaan antara dekatnya tak terhingga akan didapat satu lintasan dari titik awal ke titik akhir, dimana keadan ini disebut dengan keadaan- keadaan setimbang.

Lintasan tersebut menggambarkan proses yangmembawa sistem dari keadaan awal ke keadaan akhir, dimana proses ini disebut dengan proses kuasi statik atau statik semu.

Statik semu merupakan idealisasi dari proses nyata yang tak dapat diciptakan akibat waktu yang sangat lama.

Namun masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan beberapa pendekatan matematika dan konsep-konsep kuasi lainnya.

Proses penting yang dapat dialami suatu sistem adalah melakukan atau menerima kerja

Kerja atau usaha adalah suatu besaran skalar yang merupakan perkalian skalar antara vektor gaya dengan vektor lintasan.

Vektor lintasan yaitu hasil perkalian antara besar komponen gaya yang searah lintasan dengan besar lintasan.

Jika w adalah kerja, F gaya dan dl unsur lintasan, maka diferensial kerja adalah :

dw = F ● dl = │F │dl │cos Sehingga besar w adalah integral dari dw

sepanjang lintasan kerja, yaitu suatu integral garis :

w = ∫ F ● dl

𝜃 dl

F

Gaya F yang menekan dinding dari dalam sistem yaitu :

│F │= p ● a Ketika dinding di desak sejauh dl , maka : dw = - F ● dl = -F dl

NILAI KERJA

Pergeseran arah vektor adalah tegak lurus dengan dinding, artinya sejajar dengan arah gaya F.

Kesimpulannya :“Suatu kerja akan bernilai negatif apabila

sistem yang melakukan kerja, tetapi akan bernilai positif apabila sistem menerima kerja”

dw = -F dl = -pa dl = -pdV

INTENSIF DAN EKSTENSIF

Variabel Intensif : Variabel yang nilainya tidak bergantung pada jumlah zat dalam keadaan sama

Variabel Ekstensif : Variabel yang nilainya berbanding lurus dengan jumlah zat dalam keadaan sama

Intensif Y Ekstensif X

Tekanan, p Volume, V

Tegangan permukaan, ϒ Luas Permukaan, A

Tegangan pegas, f Panjang Pegas / karet , L

Tegangan Listrik, E Muatan Listrik, Q

HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA

Hukum pertama termodinamika perwujudan asas kekekalan energi yang menyatakan bahwa :“ Dalam setiap proses selalu berlaku asas kekekalan energi “

TINJAUAN DARI AKIBAT DARI PEMBERLAKUAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA DIBAGI MENJADI 3 JENIS SISTEM :1. SISTEM TERSEKAT2. SISTEM TERTUTUP3. SISTEM TERBUKA

SISTEM TERSEKAT

Suatu sistem yang energinya tidak mampu keluar atau masuk sistem melalui rambatan ataupun pancaran

Secara matematis dinyatakan dengan :

BENTUK DIFERENSIAL BAGI HUKUM PERTAMA PADA SISTEM TERSEKAT

Misal :

Menghasilkan ungkapan hukum pertama termodinamika

Atau :

Persamaan di atas memberikan koefisien arah di tiap titik pada lengkungan, yang menggambarkan proses kuasi statistik yang berlangsung dalam sistem

DUA LINTASAN PROSES DENGAN ENERGI AWAL BERBEDA DALAM BIDANG T-V

SISTEM TERTUTUP

Sistem ini memungkinkan tembusnya energi keluar ataupun masuk sistem melalui perambatan namun tetap meghalangi keluar atau masuknya zat dari ataupun dalam sistem

Secara matematis dinyatakan dengan :

DUA LINTASAN BERBEDA ANTARA DUA KEADAAN

SISTEM TERBUKA

Pada sistem ini bukan hanya dapat melewatkan energi secara merambat tetapi juga dapat melewatkan zat

Secara matematis energi dalam dinyatakan sebagai fungsi V,T, dan n. Diferensial totalnya :

BENTUK PERSAMAAN DIFRENSIAL HUKUM PERTAMA BAGI SISTEM TERBUKA SATU KOMPONEN MENJADI :

Menghasilkan pengungkapan energi dalam sebagai fungsi dari jumlah mol

3.3 KALOR BERBAGAI PROSES

Seperti halnya dengan kerja, kalor terkait dengan proses yang dijalani suatu system. Bagi system-system satu komponen yang bukan system terbuka, ungkapan diferensial bagi kalor diberikan oleh ungkapan (3.14), yaitu :

Dan kalor suatu proses diperoleh melalui integrasi ungkapan ini sepanjang lintasan proses. Perubahan keadaan satu menjadi keadaan lain dapat berlangsung melalui berbagai proses berbeda, yang dalam suatu bidang koordinat dinyatakan melalui lintasannya. Gambar 3.11 menunjukkan dua lintasan berbeda dalam bidang V-T, yaitu adanya dua proses berbeda yang membawa system dari keadaan 1 ke keadaan 2.

Lihat Gambar 3.3

Mengingat bukan suatu diferensial total, integrasinya antara dua keadaan melalui dua lintasan berbeda akan menghasilkan harga berbeda pula. Jadi, bila berdasarkan Gambar 3.11 dan masing-masing adalah kalor dari keadaan 1 ke keadaan 2 melalui proses a dan proses b, pada umumnya

Atau secara eksplisit :

melalui lintasan a melalui lintasan b

Dalam system tertutup, akan dibahas tiga kemungkinan proses, yaitu: proses yang berlangsung pada volum tetap (isokhor), pada suhu tetap (isotherm), dan pada tekanan tetap (isobar), sedangkan bila system tersekat hanya ada satu kemungkinan, yaitu dengan = 0 (adiabat). Gambar 3.12 berikut menggambarkan keempat arah proses, bertolat dari satu keadaan tertentu, dalam bidang V-T.

Lihat Gambar 3.12

Pada proses-proses isokhor, volum system tidak mengalami perubahan (tetap), sehingga dV = 0 dan berdasar (3.14) ungkapan diferensial bagi kalor menjadi :

= Disini adalah perubahan energy dalam system pada volum tetap, bila

suhu system berubah sebesar dT, sehingga ungkapan (3.19) bermakna bahwa pada volum tetap kalor adalah perubahan energy dalam system bila suhunya berubah. Jika didefenisi besaran kapasitas kalor C sebagai kalor per satuan kenaikkan suhu system, yaitu :

C

maka pada volum tetap kapasitas kalor pada volum tetap adalah

=

Pada umumnya, kapasitas kalor adalah fungsi dari T dan V, yaitu :

=

Sehingga bila suhu system berubah dari T’ ke T” pada volum V0 yang tetap, kalor adalah

() dT Menurut Hukum Pertama, kalor ini sama dengan

perubahan energy dalam, karena pada volum tetap, kerja Jadi :

= q =

Pada proses isoterm Suhu sistem tetap (dT = 0)

Variable sistem yang berubah adalah Volume (V)

Ungkapan diferensial menjadi

    

-

Pada sistem yang mengembang secara isoterm, kalor adalah energi yang diserap untuk mengganti energi sistem yang

digunakan saat melakukan kerja serta untuk memeperbesar energi dalam agar suhu sistem tetap

Pada proses isoterrm ( dT = 0) sistem tidak bergantung padaa volume, seperti pada gas ideal yang energi dalam hanya fungsi suhu

Ungkapan bagi kalor menjadi

Besar kalor = besar kerja sistem, hanya mengganti energi yang diambil dari energi dalam untuk melekukan kerja , karena energi dalam hanya merupakan fungsi (tidak bergantung volume). Tidak ada energi yang mengendap dalam sistem selama suhu sistem tetap.

T tetap

Pada proses isobar (tekanan tetap) Terwujud bila V dan T berubah sedemikian rupa sehingga P = P(V,T) berharga tetap

dV 0 dan dT 0, sehingga ungkapan bagi kalor tidak dapat dsederhanakan

Jika kapasitas kalor pada tekanan tetap Cp :

Maka : Jika menggunakan Cv :

Contoh dari penalaran kegunaan termodinamika dalam mendapatkan hubungan antara dua besaran, sehingga kedua macam kapasitas kalor tidak perlu diukur sendiri2. namun, untuk mendapatkannya lebih lanjut tidak cukup hanya dengan hukum pertama saja.

Proses Adiabat Harga kalor selalu nol pada setiap langkah proses ( )

Dapat berlangsung bila dinding sistem tidak dapat melewatkan energi melalui perambatan ( sistem Tersekat)

Persamaan dalam bidang V- T :

Pada setiap ttik lintasan koefisien arah garis singgungnya

Pembilang maupun penyebut selalu positif sehingga kelerengan kurva lintasan proses adiabat akan selalu negatif. Hal ini menunjukan bahwa pengembangan sistem secara adiabat akan selalu menurunkan suhu sistem

ENTALPI DAN BESARAN MOLAR PARSIAL

PROSES ISOBAR

Salah satu proses yang sangat penting yang dapat berlangsung pada suatu sistem, karena banyak proses kimia yang berlangsung pada tekanan tetap.

Semua proses yang dijalankan di bawah tekanan udara, dalam suatu tempat terbuka, dapat dianggap sebagai proses isobar

Kalor pada proses isobar tidak sama dengan perubahan energi dalam pada tekanan tetap

Kapasitas kalor pada volum tetap. Besar Cp dapat diperoleh dari perubahan energi dalam dengan suhu pada volum tetap.

(𝑞 )𝑝≠ (∆𝑈 )𝑝

𝐶𝑝=(𝜕𝑈𝜕𝑇 )𝑉

Sebaliknya Cp tidak dapat ditentukan dari perubahan harga energi dalam pada tekanan tetap.

𝐶𝑝≠ (𝜕𝑈𝜕𝑇 )𝑉

DEFINISI KALOR SESUAI HUKUM PERTAMA

Ungkapan diatas berarti bahwa pada tekanan tetap, kalor adalah perubahan harga suatu fungsi U + pV yang merupakan suatu fungsi keadaan, karena baik U maupun pV keduanya adalah fungsi keadaan.

𝑑𝑞=𝑑𝑈+𝑝𝑑𝑉

𝑑𝑞=𝑑𝑈+𝑑 (𝑝𝑉 )=𝑑 (𝑈+𝑝𝑉 )

Fungsi keadaan baru disebut entalpi dengan simbol H.

𝐻=𝑈+𝑝𝑉

𝑑𝐻=𝑑𝑈+𝑝𝑑𝑉 +𝑉𝑑𝑝

Namun, sesuai ungkapan dasar hukum pertama, diferensial energi dalam diberikan oleh :

𝑑𝑈=𝑑𝑞+𝑑𝑤=𝑑𝑞−𝑝𝑑𝑉𝑑𝐻=𝑑𝑞+𝑉𝑑𝑝

Pada suhu T dan tekanan P tetap, entalpi adalah suatu besaran ekstensif dan merupakan fungsi fungsi homogen orde satu dari jumlah mol n

H(T, p, λn)= λH(T, p, n)

Konsep besaran molar parsial serupa dapat di kembangkan pula bagi berbagai besaran akstensif lainyang merupakan fungsi homogen jumlah mol

n. contohnya ialah VolumV=V(T,p, n1, n2, …, n,)

dengan sifat orde 1 ditulis: V=V(T,p, λn1, λn2, …, λn,)= λV(T, p, n1, n2, …, n,)

Dalam ungkapan Euler ditulis:

Ungkapan Euler menunjukkan ketergantungan volume sistem pada komposisi, sehingga dapat

ditentukan besar volume parsial

Contoh: volume sistem campuran biner

Dengan fraksi mol x1+x2=1, maka salah satu fraksi mol digunakan sebagai variabel bebas

v= v1+( v2 - v1) x2

Persamaan Eulernya :

V= v1n1+ v2n2

Dengan Vmolar Parsial sistem sebagai

v=

Sehingga: v=v1x1+ v2x2

323232

TERMOKIMIA

Notasi Kimia yang biasa digunakan

i = 1, 2, ...., k untuk pereaksii = k+1, k+2, ..., r untuk hasil reaksi

Mengikuti perjanjian tanda diatas, makav1, v2, ...., vk bertanda negatifvk+1, vk+2, ..., vr bertanda positif

d

DH = UNGKAPAN BAGI PERUBAHAN ENTALPI KESELURUHAN MELALUI INTGRASI DARI KEADAAN AWAL KE KEADAAN AKHIR

= = H (UNGKAPAN INI DAPAT JUGA DITULIS DALAM BENTUK

=

AGAR DAPAT DILAKUKAN PEMBANDING REAKSI SATU DENGAN YANG LAINNYA, DALAM KEADAAN TERPISAH DAN MURNI, SEHINGGA PERUBAHAN ENTALPI MENJADI = CAMPURAN REAKSI INI DISEBUT CAMPURAN STOIKIOMETRI DAN SEKARANG DAPAT DITULIS = A

Pembahasan reaksi kimia, sejauh ini ??

Reaksi dianggap berlangsung dalam sistem tertutup secara isobar dan isoterm.

Pada reaksi isobar terjadi perubahan reaksi jika reaksi berada dalam sistem tersekat, dalam sistem tersekat ini akan berlangsung secara adiabat.

Q = H = 0

GRAFIK PERUBAHAN ENTALPI PADA REAKSI KIMIA DALAM KALORIMETER ADIABAT

SESI TANYA JAWAB

Rudi : Sistem menerima kerja dan melakukan kerja ? Kenapa pada sistem tertutup ada deltau=q+w sedangkan pada sistem tersekat hanya delta u = w Sistem terbuka? Q=delta H = 0, kenapa?

Susi : kapan F (Vektor) negatif dan kapan F (Vektor) positif? Differensial tak sempurna?

Erika : kenapa pada sistem tertutup terdapat 3 proses, sedangkan pada sistem tersekat hanya 1 proses? Pada sistem terbuka ada berapa proses?

Ardji : Ketika suatu benda mati, apakah memiliki energi? Energi berpindah – pindah, energinya dapat dihitung atau tidak?

Bayu : Bagaimana menjelaskan teori Big Bang?

Maysyarah : Fungsi homogen orde 1? Tidak ada energi yang mengendap dalam sistem?Korelasi sistem terbuka, tertutup, tersekat thd Isokhor, isobar, isoterm? Apakah setiap sistem mengalami keadaan - keadaan tersebut?