AHMAD ALFAN SURURI(121810201025)Mata Kuliah Termodinamika

Dalam mekanika, dikenal hukum kekekalan energi yaiutu energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan hanya dapat berubah bentuk dari satu ke lainnya dan jumlah energi total selalu konstan. Hukum ini terbukti sangat penting dalam memecahkan persoalan mekanika. Dalam pokok bahasan ini kita akan mengenalkan hukum kekekalan energi yang berlaku lebih luas daripada yang telah dipaparkan dalam mekanika yang disebut hukum pertama termodinamika. Oleh karena itu hukum pertama termodinamika sering pula disebut hukum kekekalan energi.

Prinsip kerja energi dalam mekanika, adalah suatu konsekuensi dari hukum gerak Newton.Ini menyatakan bahwa usaha dari gaya resultan pada sebuah partikel sama dengan perubahan energi kinetik partikel.

Usaha juga dapat dilakukan dalam proses di mana tidak ada perubahan baik dalam energi kinetik maupun energi potensial dari sistem, misalnya: Usaha dilakukan ketika gas dikompresi atau dikembangkan Ketika sel elektrolit dibebankan atau habis Ketika batang paramagnetik adalah magnet atau mengandung magnetKetika suatu sistem termodinamika mengalami proses, Usaha dalam proses selalu dapat ditelusuri kembali akhirnya untuk usaha dari beberapa gaya.

Gaya pada piston di daerah A karena tekanan p adalah pA. Usaha yang dilakukan oleh gas berkembang (yang menyebabkan suatu penurunan energi gas) dalam menggerakkan piston dengan jumlah dx adalahDi mana dV adalah perubahan volume gas.Tanda negatif adalah karena energi ditransfer ke bagian luar ketika gas mengembang.Dengan mempertimbangkan berat kecil dari permukaan bidang pada tekanan p, ekspresi di atas untuk usaha yang dilakukan dapat ditunjukkan secara valid.

Dengan menjaga gas dalam kontak dengan sebuah reservoir pada suhu T, volume gas dapat dibuat untuk memperluas atau menyingkatkan dengan tanpa perubahan suhu. Seperti ekspansi isotermalDi mana tanda negatif menunjukkan bahwa gas mengembang, energi ditransfer ke bagian luar.Dalam proses ini, untuk menjaga agar T konstan, panas harus mengalir kedalam gas dari sebuah reservoir.

Anggaplah bahwa suatu sistem PVT diambil dari keadaan kesetimbang awal a ke keadaan kesetimbangan akhir b oleh dua proses reversibel yang berbeda, diwakili oleh dua lintasan I dan IIUsaha bergantung pada lintasanP adalah fungsi yang berbeda dari V sepanjang dua lintasan dan karena itu kedua usaha juga berbeda. Dalam proses siklisHal ini berbeda dengan integral diferensial dari diferensial eksak sekitar lintasan tertutup yang selalu sama dengan nol.

Usaha total adalah sama di semua proses adiabatik antara dua keadaan ekuilibrium (kesetimbangan) yang memiliki energi kinetik dan potensial yang sama.Hukum pertama termodinamikaLihatlah bentuk umum dari hukum pertama termodinamika

Jika gaya-gaya konservatif bertindak atas sistem, sistem memiliki energi potensial dan usaha dari suatu gaya konservatif (dalam kaidah tanda termodinamika) sama dengan perubahan energi potensial Ep

Jika usaha dan aliran panas keduanya kecilJika energi kinetik dan energi potensial konstan,,danBentuk umum dari hukum pertama termodinamika, tetapi mereka lebih baik digambarkan sebagai generalisasi dari mekanika usaha-energi.Jika sistem benar-benar terisolasi, maka , energi total dari sistem tetap konstan.

Usaha total dalam setiap proses adiabatikHal ini lazim untuk mendefinisikan dU sebagai negatif dari usaha adiabatik d'Wad yang dilakukan oleh sistem, atau sama dengan usaha adiabatik yang dilakukan pada sistem.Untuk dua keadaan yang berbeda dengan jumlah yang terbatas:Atau

Aliran panas Q didefinisikan secara kuantitatif dalam hal usaha dalam proses sebagai berikut. Usaha total W dalam proses non adiabatis antara sepasang gaya pegas dari keadaan kesetimbangan yang berbeda dari proses yang lain, dan berbeda juga dari usaha Wad dalam setiap proses adiabatik antara pasangan yang sama dari keadaan. Ini didefinisikan sepenuhnya dalam hal usaha mekanik (seperti perubahan energi dalam), satuannya adalah joule. Penurunan energi dalam dari sistem Ua-Ub dapat ditulis:Kenaikan energi dalam dari suatu sistem, dalam setiap proses di mana tidak ada perubahan energi kinetik dan energy potensial dari sistem, sama dengan aliran bersih Q ke dalam sistem dikurangi usaha total W yang dilakukan oleh sistem.

Kita menggunakan persamaanPersetujuan yang digunakan oleh beberapa pengarangUntuk aliran panas dan usaha yang sangat kecil, perubahan energi dalam ( juga sangat kecil).pada suatu proses reversibel:

d'Q dan d'W adalah suatu diferensial bukan eksak dan Q bukanlah properti suatu sistem. Panas dan usaha adalah suatu fungsi edar, bukan sebuah titik fungsi, dan itu mempunyai maksud hanya dalam hubungan dengan suatu proses.Ini dapat disamakan terhadap usaha W dalam proses siklis dan berlawanan dengan integral dari suatu diferensial eksak di sekitar lintasan tertutup, yang mana selalu nol.

telah dicatat bahwa panas ( Q) adalah suatu perpindahan energi. Kita juga mengetahui bahwa perpindahan energi sering terjadi sebagai hasil usaha mekanik yang bekerja.Itu seperti aliran panas yang dapat diubah, diakibatkan oleh usaha mekanis. Sepasang unit khusus telah dipakai dalam usaha mekanis yang berhubungan dengan aliran panas.Satuan panas menggunakan kalori ( cal).Satu kalori adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 derajat Celsius.Persamaan energi dalam satuan joule disebut dengan Persamaan mekanik panas :Juga dalam penggunaan kilokalori ( kcal), terkadang disebut "kalori makanan" sebab kilokalori sering digunakan ketika melihat kandungan energi makanan.

Hal ini penting untuk diingat bahwa yang paling umum untuk kilocalories adalah "Cal" dengan suatu kapital C. Maka, kapan saja energi di dalam calories dibahas kamu harus memperhatikan apakah " C" ditulis dengan huruf besar atau tidak.Satuan energi lain yang digunakan ketika panas dilibatkan adalah British Thermal Unit (Btu).Satu Btu adalah jumlah energi diperlukan untuk menaikkan temperatur satu pound air sebesar 1 Derajat Fahrenheit. Dalam kaitannya dengan unit panas lain yang kita miliki.

Kapasitas panas C dari suatu bidang adalah perbandingan panas yang diserap dQ terhadap jumlah kenaikan suhu dT:Perubahan temperatur tergantung pada keadaan apa yang dialami, pada volume tetap atau tekanan tetap. kapasitas panas ditandai dengan Cv dan Cp secara berturut-turut. Kapasitas panas molar. Kapasitas panas molar adalah kapasitas panas satu mol dari unsur.

Perubahan fase selalu berhubungan dengan perubahan volume, sehingga usaha selalu dilakukan atau oleh suatu sistem dalam perubahan fase ( kecuali di titik-kritis jika volume jenis cairan dan uap air adalah sama)Jika perubahan berlangsung pada temperatur tetap, tekanan adalah tetap, dan juga usaha yang spesifik dilakukan oleh sistem ,oleh sebab ituDari hukum pertama termodinamika, perubahan spesifik energi dalam adalahEntalpi spesifikSatuan h adalah joule per kg atau joule per kilomole

l12, l23 dan l13 menggambarkan transformasi panas dari padat ke cair, cair ke uap air, dan padat ke uap air.Peristiwa diatas berturut-turut disebut peleburan, penguapan, dan sublimasi.

Dalam mekanika, teorema usaha-energi menyatakan bahwa peningkatan pada energi kinetik Ek dari sistem sama dengan usaha yang dilakukan pada sistem.Secara umum, energi internal dari suatu sistem, serta energi kinetik, dapat berubah dalam suatu proses, dan dapat berubah sebagai hasil dari aliran panas ke dalam sebuah sistem serta dengan kinerja dari usaha.

Jika gaya-gaya konservatif bertindak atas sistem, sistem memiliki energi potensial dan usaha dari suatu gaya konservatif (dalam kaidah tanda termodinamika) sama dengan perubahan energi potensial Ep

Jika usaha dan aliran panas keduanya kecilJika energi kinetik dan energi potensial konstan,,danBentuk umum dari hukum pertama termodinamika, tetapi mereka lebih baik digambarkan sebagai generalisasi dari mekanika usaha-energi.Jika sistem benar-benar terisolasi, maka , energi total dari sistem tetap konstan.

Francis W Sears and Gerhard L Salinger. 1982. Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics. Third edition. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. pp.62-90.Sulistiati, Ainie K.R. 2010. Termodinamika. Yogyakarta: Graha Ilmu.