makalah entalpi hukum 2 termodinamika en

7/23/2019 Makalah Entalpi Hukum 2 Termodinamika En

1/15

MAKALAH ENTALPI, HUKUM TERMODINAMIKA II,

DAN ENTROPI

TERMODINAMIKA MATERIAL 02

REGULER

KELOMPOK 12

Disusun Oleh :

1. Muhammad Fadlilah : 1306370335 (23)

2. Jang Jin Joo : 1306399071 (24)

!"#$" M!%&'$ D%# M%!$%&

F%"'&%* !"#$"

'#$+!*$%* $#DO#!*$%

2014

KATA PENGANTAR


2/15

,u-i su/u enulis en-a/an /ehadia uhan ang Maha !sa aas ahma#a ma/a

enulis daa menelesai/an enusunan ma/alah ang e-udul !nali !noi dan 8u/um

$$ emodinami/a.

,enulisan ma/alah meua/an salah sau ugas ang diei/an dalam maa/uliahemodinami/a Maeial di Juusan e/ni/ Mealugi dan Maeial. ugas ini dimulai

dengan memahas aa iu enali men-elas/an 8u/um 8ess 8u/um $$ emodinami/a Mesin

/alo dan enoi

Dalam ,enulisan ma/alah ini enulis measa masih ana/ /e/uangan ai/ ada e/nis

enulisan mauun maei menginga a/an /emamuan ang enulis mili/i. 'nu/ iu /ii/ dan

saan dai semua iha/ sanga enulis haa/an demi enemunaan emuaan ma/alah

ini.Dan a/ lua menamai/an uaan eima /asih ang a/ ehingga /eada iha/iha/

ang memanu dalam menelesai/an ma/alah ini.%/hina enulis ehaa semoga ugas ini eman;aa dan daa memei/an ilmu

ang ai/ agi aa emaa. eima /asih.

Deo/ 22 *eeme 2014

im ,enulis

DAFTAR ISI

"aa ,engana 2

Da;a $si 3

2


3/15


4/15

Termodinamika membahas tentang sistem keseimbangan

(equilibrium), yang dapat digunakan untuk mengetahui besarnya energi

yang diperlukan untuk mengubah suatu sistem keseimbangan, tetapi tidak

dapat dipakai untuk mengetahui seberapa cepat (laju) perubahan itu terjadi

karena selama proses sistem tidak berada dalam keseimbangan. Suatu

sistem tersebut dapat berubah akibat dari lingkungan yang berada di

sekitarnya. Sementara untuk aplikasi dalam materialnya, termodinamika

membahas material yang menerima energi panas atau energi dalam bentuk

yang berbeda-beda.

Dalam termodinamika, terdapat hukum-hukum yang menjadi syarat

termodinamika. Di dalam hukum-hukum tersebut terdapat rumus-rumus

yang berbeda pula, sesuai dengan permasalahan yang ada. da !ukum "

Termodinamika atau biasa disebut sebagai !ukum a#al Termodinamika, lalu

ada !ukum $ Termodinamika, !ukum 2 Termodinamika, dan !ukum 3

Termodinamika.

Di dalam !ukum $ Termodinamika itu sendiri, menjelaskan tentang

energi yang ada dalam suatu sistem dalam termodinamika. !ukum %

Termodinamika juga menjelaskan tentang entalpi. &ntalpi adalah istilah

dalam termodinamika yang menyatakan jumlah energi internal dari suatu

sistem termodinamika ditambah energi yang digunakan untuk melakukan

kerja. &ntalpi juga merupakan trans'er panas antara sistem dan lingkungan

yang ditrans'er dalam kondisi tekanan konstan (isobarik).

Di dalam !ukum %% Termodinamika, menjelaskan tentang entropi.

&ntropi merupakan suatu ukuran kalor atau energi yang tidak dapat diubah.

Dalam !ukum %% Termodinamika, terdapat sistem yang disebut esin

arnot*+alor dan esin endingin.


5/15

BAB II

ISI

A.Entalpi

!ukum kekekalan energi menjelaskan bah#a energi tidak dapat

diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari

bentuk energi yang satu menjadi bentuk energi yang lain. ilai energi suatu

materi tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanyalah perubahan energi

(/&). Demikian juga halnya dengan entalpi, entalpi tidak dapat diukur, kita

hanya dapat mengukur perubahan entalpi (/!).

H = Hp Hrdengan0

/! 1 perubahan entalpi

!p1 entalpi produk

!r1 entalpi reaktan atau pereaksi

a. ila ! produk ! reaktan, maka /! bertanda positi', berarti terjadi

penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem.

b. ila ! reaktan ! produk, maka /! bertanda negati', berarti terjadi

pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan.

Gambar 1. Perubahan Entalpi pada Sistem

4


6/15

B. Hukum Hess

Dalam perubahan entalpi, terdapat hukum yang dinamakan !ukum!ess. !ukum !ess adalah hukum yang menyatakan bah#aperubahan entalpisuatu reaksi akan sama #alaupun reaksi tersebut terdiridari satu langkah atau banyak langkah. erubahan entalpi tidak dipengaruhioleh jalannya reaksi, melainkan hanya tergantung pada keadaan a#al danakhir.

!ukum !ess mempunyai pemahaman yang sama dengan hukumkekekalan energi, yang juga dipelajari di hukum pertama termodinamika.!ukum !ess dapat digunakan untuk mencari keseluruhan energi yangdibutuhkan untuk melangsungkan reaksi kimia. erhatikan diagram berikut0

Gambar 2. Diagram Hukum Hess

Diagram di atas menjelaskan bah#a untuk mereaksikan menjadi D, dapatmenempuh jalur maupun , dengan perubahan entalpi yang sama (/!$5/!21 /!35 /!).

6ika perubahan kimia terjadi oleh beberapa jalur yang berbeda,perubahan entalpi keseluruhan tetaplah sama. !ukum !ess menyatakanbah#a entalpi merupakan 'ungsi keadaan. Dengan demikian /! untuk reaksitunggal dapat dihitung dengan0

Hreaksi= Hf (produk) - Hf (reaktan)

6ika perubahan entalpi bersih bernilai negati' (/! 7 "), reaksi tersebutmerupakan eksoterm dan bersi'at spontan. Sedangkan jika bernilai positi'(/! "), maka reaksi bersi'at endoterm.

erhatikan diagram berikut0

8
http://www.ilmukimia.org/2013/02/entalpi.htmlhttp://www.ilmukimia.org/2013/02/entalpi.html


7/15

ada diagram di atas, jelas bah#a jika (s) 5 2!2 (g) 5 92(g) direaksikanmenjadi 92(g) 5 2!2(g) mempunyai perubahan entalpi sebesar -3:3,4 k6.;alaupun terdapat reaksi dua langkah, tetap saja perubahan entalpi akanselalu konstan (-


8/15

menghasilkan efek lain, selain dari menampaikan kal!r se"ara k!ntinu darisebuah benda ke benda lain pada temperatur ang lebih tinggi#.

ila ditinjau siklus $arn!t, yakni siklus hipotesis yang terdiri dari empatproses terbalikkan0 pemuaian isotermal dengan penambahan kalor,

pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal dengan pelepasan kalor danpemampatan adiabatikC jika integral sebuah kuantitas mengitari setiaplintasan tertutup adalah nol, maka kuantitas tersebut yakni %ariabelkeadaan, mempunyai sebuah nilai yang hanya merupakan ciri dari keadaansistem tersebut, tak peduli bagaimana keadaan tersebut dicapai. ariabelkeadaan dalam hal ini adalah entr!pi. erubahan entropi hanya gayutkeadaan a#al dan keadaan akhir dan tak gayut proses yang menghubungkankeadaan a#al dan keadaan akhir sistem tersebut.

!ukum kedua termodinamika dalam konsep entropimengatakan, #Sebuah pr!ses alami ang bermula di dalam satu keadaankesetimbangan dan berakhir di dalam satu keadaan kesetimbangan lainakan bergerak di dalam arah ang menebabkan entr!pi dari sistem danlingkunganna semakin besar#.

!. "esin #alor

esin kalor atau yang biasa disebut dengan mesin "arn!tadalah suatualat yang menggunakan panas*kalor (E) untuk dapat melakukan kerja (;).lat ini tidak ideal, pasti ada kalor yang terbuang #alaupun hanya sedikit.

da beberapa ciri khas yang menggambarkan mesin kalor, yaitu 0 +alor yang dikirimkan berasal dari tempat yang panas (reser%!ir

panas) dengan temperatur tinggi lalu dikirimkan ke mesin. +alor yang dikirimkan ke dalam mesin sebagian besar melakukan kerja

oleh Aat yang bekerja dari mesin, yaitu material yang ada di dalammesin melakukan kerja.

+alor sisa dari input dibuang ke temperatur yang lebih rendah yangdisebut reser%!ir dingin


9/15

Gambar &. Skema 'esin (al!r

esin kalor bekerja menurut siklus carnot, siklus carnot bekerja dalam tahap proses, tetapi hanya isotermal dan adiabatik.

Gambar ). Siklus $arn!t

Tahap pertama yaitu isotermal reFersibel secara ekspansi ataupenurunan tekanan, dengan melakukan kerja (;) dari keadaan sampai

WQ=

:


10/15

a

bHabH

V

VnRTWQ ln==

Tahap kedua yaitu adiabatik reFersibel secara ekspansi, dengan

melakukan kerja (;) dari keadaan sampai

; 1 F(T$? T2) 1 F(T!? T)

Tahap ketiga yaitu isotermal reFersibel secara kompresi atau penaikantekanan, dengan melakukan kerja (;) dari keadaan sampai D

Tahap keempat yaitu adiabatik reFersibel secara kompresi, dengan

melakukan kerja (;) dari keadaan D kembali ke

+etika sistem tersebut melakukan siklus, tak ada perubahan energidalam sistem. %tu sesuai dengan !ukum % Termodinamika

WQU = CHCH QQQQQ =+=

WQ

WQ

==0

CH

CH

QQW

QQQW

=

+==

E! 0 besarnya input kalor

E 0 besarnya kalor yang dibuang

; 0 kerja yang dilakukan

Dalam mesin carnot, ada yang dinamakan e@siensi mesin. &@siensidari suatu mesin dide@nisikan sebagai perbandingan antara kerja yang

dilakukan (;) dengan kalor yang masuk (E!).

H

C

H

CH

H

CHQ

Q

Q

QQ

Q

WQQW =

=== 1

tau bisa juga dalam bentuk

$"


11/15

$.Entropi

&ntropi merupakan si'at keadaan suatu sistem yang menyatakantingkat ketidakteraturan, berkaitan dengan jumlah keadaan mikro yangtersedia bagi molekul sistem tersebut. entropi juga dapat dide@nisikansebagai kecenderungan sistem untuk berproses ke arah tertentu. &ntropidapat dihasilkan, tetapi tidak dapat dimusnahkan.

&ntalpi tidak dapat memprediksi apakah reaksi spontan atau tidak.Tetapi !ukum %% Termodinamika menyatakan bah#a total entropi sistem danlingkungannya selalu bertambah untuk proses spontan. &ntropi meningkatseiring dengan kebebasan dari molekul untuk bergerak.entropidilambangkan dengan huru' (S)

S(g) %S(l) %S(s)

Gambar *. +esar Entr!pi pada Padat, $air, dan Gas

!. Entropi an Hukum II Termoinamika

!ukum %% termodinamika kedua0

&ntropi semesta (sistem 5 lingkungan) selalu naik pada proses spontan

dan tidak berubah pada proses kesetimbangan.Gntuk prosesspontan,perubahan entropi (dS) dari suatu sistem adalah lebih besardibanding panas dibagi temp mutlak

T

dQdS

$$


12/15

DSsemesta1 DSsis5 DSling " proses spontan

Sementara untuk proses reFersibel, yaitu 0

TdQdS rev=

DSsemesta1 DSsis5 DSling1 " proses kesetimbangan

roses pada tekanan tetap

anas yang mengalir ke benda E1 dT

T

qddS

>

1

2ln

2

1

T

TC

T

dTCS P

T

T

Pbenda ==

Sehingga pada tekanan tetap, perubahan entropi akan naik

HeserFoir, pada suhu tetap T2

2

12

2 T

TTC

T

QS Preservoir

==

=+=

2

12

1

2ln

T

TT

T

TCSSS Preservoirbendatotal

erubahan entropi pada saat suhu tetap T2menjadi semakin kecil, tetapiperubahan entropinya tetap positi'.

!ubungan antara hukum % Termodinamika dengan !ukum %% Termodinamikayaitu

!ukum % 0 dE 1 dG 5 d; d; 1 d

!ukum %% 0 dEHeF1 TdS

$2


13/15

Sehingga TdS 1 dG 5 d

!ubungan energi dalam (G) dengan entropi (S) dan Folume ()

dVVUdS

SUdU s

v+=

dU -dS Pd/

dU -dS Pd/didi'erensial dengan Folume konstan terhadap suhu(T)

vvv T

VP

T

ST

T

U

=

vv T

ST

T

U

=

v

vv

CT

ST

T

U=

=

Sementara itu, entalpi juga dapat dihubungkan dengan entropi, yaitu 0

H U 0 P/

dH dU 0 Pd/ 0 /dP. -dS dU 0 Pd/

dH -dS Pd/ 0 Pd/ 0 /dP

dH -dS 0 /dP

lalu didi'erensialkan dengan tekanan tetap terhadap suhu (T)

ppp T

PV

T

ST

T

H

=

P

PP

CT

ST

T

H=

=

&ntropi pada gas ideal

$3


14/15

dU -dS Pd/

dS dU3- 0 Pd/3-

dS $%d-3-0n4d/3/

dS $% d ln- 0 n4 d ln/

1

2

1

2lnlnV

VnR

T

TCS v +=

1

2

1

2lnlnP

PnR

T

TCS p =

ada proses adiabatik reFersibel

TdQdS rev=

=E 1"

=S 1 "

erubahan entropi dengan gas ideal pada proses isotermal

IT 1 " C IG 1 "

dE 1 d; 1 d

dS 1 dE*T

V

dVnR

T

PdVdS ==

1

2lnV

VnRS=

Standard molar entropi

Standar molar entropi adalah entropi dari $ mol Aat murni pada

tekanan $ atm dan pada suhu 24J. reaksi entropi standar yaitu 0

=SJ 1 KnSJ(products)? KnSJ(reactants)

&ntropi dalam reaksi kimia

6ika ada reaksi a 5 b L c 5 dD (24o)

S"t 1 S"produk- S"reaktan

$


15/15

1 (cS" 5 d S"D) ? (aS"5 b S")

&eferensi

http0**###.chem-is-try.org*materiMkimia*kimiaMsma$*kelas-2*entalpi-dan-perubahan-entalpi-N&Nh*

http0**###.ilmukimia.org*2"$*"

makalah entalpi hukum 2 termodinamika en

Documents