PENGANTAR TERMODINAMIKA MATERIAL

Kelompok 12 – ParalelM. Faried Romdloni – 1306448344

Nuradityatama - 1306448400

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani yaitu termos

yang berarti panas dan dynamic yang berarti perubahan, sehingga termodinamika berarti ilmu yang mempelajari tentang perubahan panas.

Secara istilah termodinamika adalah ilmu yang mempelajari tentang hubungan materi,sistem,lingkungan dengan energi,dan memiiki tujuan mempelajari pengaruh lingkungan terhadap kesetimbangan sistem.

Definisi Termodinamika

Dalam termodinamika dikenal istilah sistem dan lingkungan.

Sistem adalah benda atau sekumpulan apa saja yang akan diteliti atau diamati dan menjadi pusat perhatian.

Sedangkan lingkungan adalah benda-benda yang berada diluar dari sistem tersebut.

Sistem dan Lingkungan

Jenis-jenis Sistem Termodinamika

Sistem Tertutup

Sistem Terisolasi Sistem Terbuka

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi

(panas dan kerja) dan benda (materi) dengan lingkungannya. Sistem terbuka ini meliputi peralatan yang melibatkan adanya aliran massa kedalam atau keluar sistem seperti pada kompresor, turbin, nozel dan motor bakar.

Pada sistem terbuka ini, baik massa maupun energi dapat melintasi batas sistem yang bersifat permeabel. Dengan demikian, pada sistem ini volume dari sistem tidak berubah sehingga disebut juga dengan control volume. 

Sistem Terbuka

Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi

tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang tertentu dimana massa ini tidak dapat melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam bentuk panas maupun usaha dapat melintasi lapis batas sistem tersebut.

Dalam sistem tertutup, meskipun massa tidak dapat berubah selama proses berlangsung, namun volume dapat saja berubah disebabkan adanya lapis batas yang dapat bergerak (moving boundary) pada salah satu bagian dari lapis batas sistem tersebut.

Sistem Tertutup

Sistem yang mengakibatkan tidak terjadinya

pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya.

Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Sistem Terisolasi

Sistem Pada Termodinamika

Aplikasi Sistem Termodinamika

Sistem Kesetimbangan dalam Termodinamika

Kesetimbangan TermalMerupakan suatu keadaan pada dua sistem yang dikontakkan, tetapi tidak terjadi perpindahan panas ( suhu kedua sistem sama besar ).

Kesetimbangan MekanikYaitu kesetimbangan yang terjadi apabila tekanan di setiap titik di dalam sistem mempunyai harga yang konstan.

Kesetimbangan MaterialYaitu kesetimbangan yang terjadi apabila struktur materi (komposisi) di dalam sistem tidak berubah

Persamaan yang Menyatakan Hubungan Satuan Termodinamika

Persamaan Robert boyle

Yaitu persamaan hubungan antara tekanan dan volume gas pada suatu sistem,dalam suhu yang konstan.Tekanan berbanding terbalik dengan volume.Bila tekanan meningkat maka volume sistem menurun,begitupun sebaliknya

Hukum Charles

Hukum ini diketemukan oleh Jacques-Alexandre-Cesar Charles in 1787.Hukum menyatakan hubungan antara volume gas dalam sistem dengan suhu dalam sistem.Hukum ini didenifisikan,yaitu Suhu berbanding lurus dengan volume,jika suhu sistem maka volume sistem akan meningkat.

Persamaan yang Menyatakan Hubungan Satuan Termodinamika

Hukum Charles-Gay Lussac

Persamaan dinyatakan pertama kali oleh Jacques Charles (1747-1823) dan Joseph Gay Lussac (1778-1805), persamaan gas ideal yang memenuhi Hukum Boyle dan Charles Gay-Lussac yaitu  

(PV/T) = Tetap

(P1V1)/T1 = (P2V2)/T2

Persamaan Boyle-Gay Lussac

Jika suhu mutlak T tetap, dihasilkan PV = tetap. Jika tekanan P tetap, dihasilkan (V/T) tetap. Karena itu dapat ditambahkan variabel nR pada persamaan Boyle-Gay Lussac , dengan R diperoleh dari percobaan, sehingga diperoleh persamaan umum yang berlaku untuk gas ideal.

PV = nRT

Perubahan-perubahan Pada Sistem Termodinamika

Proses Isoterms

Proses termodinamika yang tidak terjadi perubahan suhu dalam sistem dT=0 Persamaan keadaan isotermik: Usaha yang dilakukan pada keadaan isotermik:

Proses isobarik

Proses isobarik adalah perubahan keadaan gas pada tekanan tetap.Persamaan keadaan isobarik:

Usahanya:

Perubahan-perubahan Pada Sistem Termodinamika

Proses isokhorik

Proses ini adalah proses termodinamika yang terjadi pada keadaan volume tetap. Persamaan keadaan isokhorik: 

Proses Adiabatik

Proses adiabatik adalah perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk maupun keluar dari sistem. Persamaan keadaan adiabatik: Tetapan Laplace:

Maka dari: Kita Dapat:

Perubahan-perubahan Pada Sistem Termodinamika

Proses Siklis

Merupakan dU = 0, dH = 0, Sistem melakukan beberapa proses yang berbeda tetapi akhirnya kembali pada keadaan semula

Proses reversibel

Yaitu suatu proses yang berlangsung sedemikian hingga setiap bagian yang mengalami perubahan dikembalikan pada keadaan semula tanpa menyebabkan suatu perubahan lain.

Perubahan-perubahan Pada Sistem Termodinamika

Proses Irreversibel

Proses yang berlangsung dalam satu tahap, arahnya tak dapat dibalik kecuali dengan tambahan energi luar

Perubahan-perubahan Pada Sistem Termodinamika

Istilah-istilah Dalam Termodinamika

Sensible Heat

Merupakan energi panas yang tersimpan di suatu benda sebagai akibat dari kenaikan temperatur yang terjadi padanya. Satuan sensible heat dalam SI adalah kJ/kg.

Latent Heat

Panas laten adalah energi panas yang mengalir dari atau ke suatu material tanpa disertai perubahan temperatur di dalamnya. Satuan SI nya adalah kJ/kg.

Istilah-istilah Dalam Termodinamika

Internal Energy

Energi dalam dari suatu sistem adalah energi yang terkandung di dalam suatu sistem berdasarkan properti termodinamikanya, seperti tekanan dan temperatur.

Entropi

Merupakan ukuran ketersediaan energi dari suatu sistem. Sebuah sistem dengan entropi yang tinggi, berarti semakin rendah fungsi kerjanya. Satuan entropi dalam SI adalah kJ/kg.K

Panas dan Usaha

Panas adalah bentuk pertukaran energi yang terjadi karena perbedaan suhu sistem dan lingkungan,sedangkan Usaha adalah bentuk pertukaran energi selain dalam bentuk panas.

Enthalpy

Enthalpy merupakan besaran energi total per satu satuan massa dari suatu sistem termodinamika. Satuan entalpi dalam SI adalah kJ/kg.

Variabel-variabel yang Mempengaruhi Keadaan Sistem

Variabel intensif

Variabel termodinamika yg tidak tergantung pada jumlah materi.Contoh: Temperatur, tekanan, massa jenis, titik didih, pH, Tegangan muka, Indeks bias, kekentalan, panas spesifik

Variabel ekstensif

Variabel termodinamika yg tergantung pada jumlah materi. Contoh: massa, Volume, Energi Dalam, Entalpi, Entropi

Fungsi keadaan adalah Nilai besaran yang

tidak bergantung pada proses namun bergantung pada keadaan awal dan akhir,sedangkan Fungsi proses adalah nilai besaran yang bergantung pada proses itu sendiri.

Fungsi Keadaan dan Fungsi Proses

Persamaan keadaan adalah bentuk persamaan dari

fungsi keadaan,salah satu bentuk persamaaan keadaan adalah,persamaan keadaan gas ideal,pada persamaan ini yang mempengaruhi persamaan ini adalah bentuk kondisi dari proses awal dan akhir,sehingga proses menuju tahap dari awal dan akhir bisa dihiraukan.Bentuk persamaan keadaan gas Ideal adalah sebagai berikut

PV = nRT

Fungsi Keadaan dan Fungsi Proses

http://fisikanesia.blogspot.com/2013/08/apa-it

u-keadaan-setimbang-kesetimbangan.html http://artikel-teknologi.com/istilah-istilah-term

odinamika-2/\ http://id.wikibooks.org/wiki/Rumus-

Rumus_Fisika_Lengkap/Termodinamika http://ardhaphys.blogspot.com/2013/10/sistem

-termodinamika.html http://artikel-teknologi.com/istilah-istilah-

termodinamika-2/

Referensi