Termodinamika

Termodinamika
Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika kamu akan
banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut
sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.
Usaha Luar
Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan)
terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha
luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari
volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekananp konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan
dengan perubahan volumenya.
W = p∆V= p(V2 – V1)
Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis
sebagai
Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume
gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah
grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik.
Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas
bertambah besar (atau mengembang) dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau
usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V2 < V1 dan usaha gas bernilai negatif.
Energi Dalam
Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam gas berkaitan
dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas tidak melakukan
atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas
tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik.
Berdasarkan teori kinetik gas, gas terdiri atas partikel-partikel yang berada dalam keadaan gerak yang
acak. Gerakan partikel ini disebabkan energi kinetik rata-rata dari seluruh partikel yang bergerak. Energi
kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas. Jadi, energi dalam dapat ditinjau sebagai jumlah
keseluruhan energi kinetik dan potensial yang terkandung dan dimiliki oleh partikel-partikel di dalam gas
tersebut dalam skala mikroskopik. Dan, energi dalam gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Oleh
karena itu, perubahan suhu gas akan menyebabkan perubahan energi dalam gas. Secara matematis,
perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai
untuk gas monoatomik
untuk gas diatomik
Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta umum
−1 −1
gas (R = 8,31 J mol K , dan ∆T adalah perubahan suhu gas (dalam kelvin).
Hukum I Termodinamika
Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat
mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume dan suhu sistem
akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin). Prinsip ini merupakan hukum alam
yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi.
Gambar
Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami
perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada sistem
akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini dikenal
sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika. Secara
matematis, hukum I termodinamika dituliskan sebagai
Q = W + ∆U
Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan ∆U adalah perubahan energi dalam. Secara sederhana,
hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.
Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda
(krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda
(krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang, pasti panas deh!) yang berarti mengalami
perubahan energi dalam ∆U.
Proses Isotermik
Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam
sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses
isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam ( ∆U = 0) dan
berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem
(Q = W).
Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p – V di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan
kalor dapat dinyatakan sebagai
Dimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal gas.
Proses Isokhorik
Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses
isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan ( ∆V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan
kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai
kalor gas pada volume konstan QV.
QV = ∆U
Proses Isobarik
Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan
melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha
(W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp. Berdasarkan
hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku
Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang
diserap gas pada volume konstan
QV =∆U
Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai
W = Qp − QV
Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap
gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (QV).
Proses Adiabatik
Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem
(Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya
(W = ∆U).
Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masingmasing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah
menjadi p2 dan V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai
Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar
gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).
Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan
grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.
Definisi Hukum Termodinamika
Pada umumnya hukum termodinamika sangat berkaitan dengan energi dan lingkungan
yang kita ditinggali. Hal ini berkaitan dengan asal kata termodinamika yang diambil dari bahasa
Yunani. Thermos yang artinya panas dan dinamic yang berarti perubahan. Sehingga bisa
disimpulkan bahwa hukum termodinamika adalah hukum yang berkaitan dengan kekekalan
energi. Dan menentukan bahwa adanya peristiwa perpindahan panas merupakan suatu bentuk
lain dari perpindahan energi tersebut.
Sistem Termodinamika
Sejak ditemukan hukum termodinamika, hukum ini telah menjadi salah satu hukum terpenting
dalam lingkup ilmu fisika. Sehingga hukum ini sering dikaitkan dengan konsep – konsep yangbersifat
universal. Hal ini dikarenakan hukum termodinamika memiliki kebenaran yang bersifat umum. Dan tidak
dibatasi dengan adanya rincian dari konsep atau sistem yang mengacu pada penggunaan hukum
termodinamika. Untuk sistem termodinamika sendiri telah diklasifikasikan menjadi 3 jenis sistem yang
didasarkan pada pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungannya.
Jenis – jenis sistem termodinamika adalah :

Sistem terbuka : dimana pada sistem ini terjadi pertukaran benda, energi (panas dan
kerja) dengan lingkunganya. Contoh dari sistem ini adalah samudra

Sistem tertutup : yaitu keadaan di mana terjadi pertukaran energi (panas dan kerja)
namun tidak ada pertukaran yang terjadi antara benda dan lingkungannya, contoh dari sistem ini
adalah rumah hijau

Sistem terisolasi : sistem isolasi bisa dikatakan merupakan kebalikan dari sistem terbuka,
karena dalam sistem ini tidak terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) ataupun pertukaran
benda dengan lingkungannya.
Walaupun pada kenyataannya sebuah sisten tidak mungkin terisolasi sepenuhnya dari pertukaran energi,
bahkan dalam wadah terisolasi seperti tabung gas. Karena pada dasarnya tetap ada gaya gravitasi bumi
dalam wadah tersebut. Dalam analisisnya, pada sistem isolasi biasanya energi yang masuk sama
dengan energi yang keluar. Sehingga energi yang tersisa dalam sistem ini adalah nol, atau bisa
dikatakan seperti tidak ada pertukaran benda, energi dengan ligkungannya.
HUKUM TERMODINAMIKA 2
Hukum ini sangat berkaitan dengan entropi atau keseimbangan termodinamis, yang
menyatakan bahwa pada umumnya energi hanya bisa berpindah dari tempat yang mengandung
banyak energi ke tempat yang kurang mengandung energi.
Hukum kedua ini bisa digambarkan dengan terjadinya angin.
Proses yang tidak dapat dibalik arahnya dinamakan proses irreversibel. Proses yang
dapat dibalik arahnya dinamakan proses reversibel. Peristiwa di atas mengilhami terbentuknya
hukum II termidinamika. Hukum II termodinamika membatasi perubahan energi mana yang
dapat terjadi dan yang tidak dapat terjadi. Pembatasan ini dapat dinyatakan dengan berbagai
cara, antara lain, hukum II termodinamika dalam pernyataan aliran kalor: “Kalor mengalir secara
spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan
dalam arah kebalikannya”; hukum II termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor: “
Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang sematamata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar”;
hukum II termodinamika dalam pernyataan entropi: “Total entropi semesta tidak berubah ketika
proses reversibel terjadi dan bertambah ketika proses ireversibel terjadi”.
Penerapan Hukum II Termodinamika
Hukum I termodinamika menyatakan bahwa energi adalah kekal, tidak dapat diciptakan
dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Berdasarkan teori ini, Anda dapat mengubah energi kalor ke bentuk lain sesuka Anda asalkan
memenuhi hukum kekekalan energi. Namun, kenyataannya tidak demikian. Energi tidak dapat
diubah sekehendak Anda. Misalnya, Anda menjatuhkan sebuah bola besi dari suatu ketinggian
tertentu. Pada saat bola besi jatuh, energi potensialnya berubah menjadi energi kinetik. Saat bola
besi menumbuk tanah, sebagian besar energi kinetiknya berubah menjadi energi panas dan
sebagian kecil berubah menjadi energi bunyi. Sekarang, jika prosesnya Anda balik, yaitu bola
besi Anda panaskan sehingga memiliki energi panas sebesar energi panas ketika bola besi
menumbuk tanah, mungkinkah energi ini akan berubah menjadi energi kinetik, dan kemudian
berubah menjadi energi potensial sehingga bola besi dapat naik? Peristiwa ini tidak mungkin
terjadi walau bola besi Anda panaskan sampai meleleh sekalipun. Hal ini menunjukkan proses
perubahan bentuk energi di atas hanya dapat berlangsung dalam satu arah dan tidak dapat
dibalik. Proses yang tidak dapat dibalik arahnya dinamakan proses irreversibel. Proses yang
dapat dibalik arahnya dinamakan proses reversibel.
Peristiwa di atas mengilhami terbentuknya hukum II termidinamika. Hukum II
termodinamika membatasi perubahan energi mana yang dapat terjadi dan yang tidak dapat
terjadi. Pembatasan ini dapat dinyatakan dengan berbagai cara, antara lain, hukum II
termodinamika dalam pernyataan aliran kalor: “Kalor mengalir secara spontan dari benda
bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah
kebalikannya”; hukum II termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor: “Tidak mungkin
membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor
dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar”; hukum II termodinamika
dalam pernyataan entropi: “Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversibel terjadi
dan bertambah ketika proses ireversibel terjadi”.
Hukum II Termodinamika memberikan batasan-batasan terhadap perubahan energi yang
mungkin terjadi dengan beberapa perumusan.
1.
Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam satu siklus, menerima kalor
dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi energi atau usaha luas (Kelvin
Planck).
2.
Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus mengambil kalor
dari sebuah reservoir rendah dan memberikan pada reservoir bersuhu tinggi tanpa
memerlukan usaha dari luar (Clausius).
3.
Pada proses reversibel, total entropi semesta tidak berubah dan akan bertambah
ketika terjadi proses irreversibel (Clausius).
a. Pengertian Entropi
Dalam menyatakan Hukum Kedua Termodinamika ini, Clausius memperkenalkan besaran baru yang
disebut entropi (S). Entropi adalah besaran yang menyatakan banyaknya energi atau kalor yang tidak
dapat diubah menjadi usaha. Ketika suatu sistem menyerap sejumlah kalor Q dari reservoir yang memiliki
temperatur mutlak, entropi sistem tersebut akan meningkat dan entropi reservoirnya akan menurun
sehingga perubahan entropi sistem dapat dinyatakan dengan persamaan
ΔS = Q/T
tersebut berlaku pada sistem yang mengalami siklus reversibel dan besarnya perubahan entropi (ΔS)
hanya bergantung pada keadaan akhir dan keadaan awal sistem. Ciri proses reversibel adalah
perubahan total entropi ( ΔS = 0) baik bagi sistem maupun lingkungannya. Pada proses irreversibel
perubahan entropi semesta ΔSsemestea > 0 . Proses irreversibel selalu menaikkan entropi semesta.
ΔSsistem + ΔSlingkungan = ΔSseluruhnya > 0
b. Mesin Pendingin
Mesin yang menyerap kalor dari suhu rendah dan mengalirkannya pada suhu tinggi dinamakan mesin
pendingin (refrigerator). Misalnya pendingin rungan (AC) dan almari es (kulkas). Perhatikan Gambar 9.9!
Kalor diserap dari suhu rendah T2 dan kemudian diberikan pada suhu tinggi T1. Berdasarkan hukum II
termodinamika, kalor yang dilepaskan ke suhu tinggi sama dengan kerja yang ditambah kalor yang
diserap (Q1 = Q2 + W)
Gambar 9.9 Siklus mesin pendingin.
Hasil bagi antara kalor yang masuk (Q1) dengan usaha yang diperlukan (W) dinamakan koefisien daya
guna (performansi) yang diberi simbol Kp. Secara umum, kulkas dan pendingin ruangan memiliki
koefisien daya guna dalam jangkauan 2 sampai 6. Makin tinggi nilai Kp, makin baik kerja mesin tersebut.
Kp = Q2 /W
Untuk gas ideal berlaku:
Keterangan
Kp : koefisien daya guna
Q1 : kalor yang diberikan pada reservoir suhu tinggi (J)
Q2 : kalor yang diserap pada reservoir suhu rendah (J)
W : usaha yang diperlukan (J)
T1 : suhu reservoir suhu tinggi (K)
T2 : suhu reservoir suhu rendah (K)
ENTROPI DAN HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA ~
Pengalaman sehari-hari menunjukkan bahwa sebuah kolam tidak membeku di musim panas.
Jika sebuah benda panas berinteraksi dengan benda dingin, maka tak terjadi bahwa benda panas
tersebut semakin panas dan benda dingin semakin dingin, meskipun proses-proses tersebut tidaklah
melanggar hukum kekekalan energi yang dinyatakan sebagai hukum pertama termodinamika.
Hukum kedua termodinamika berkaitan dengan apakah proses-proses yang dianggap taat azas
dengan hukum pertama, terjadi atau tidak terjadi di alam. Hukum kedua termodinamika seperti yang
diungkapkan oleh Clausius mengatakan, “Untuk suatu mesin siklis maka tidak mungkin untuk
menghasilkan efek lain, selain dari menyampaikan kalor secara kontinu dari sebuah benda ke benda lain
pada temperatur yang lebih tinggi".
Bila ditinjau siklus Carnot, yakni siklus hipotesis yang terdiri dari empat proses terbalikkan:
pemuaian isotermal dengan penambahan kalor, pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal dengan
pelepasan kalor dan pemampatan adiabatik; jika integral sebuah kuantitas mengitari setiap lintasan
tertutup adalah nol, maka kuantitas tersebut yakni variabel keadaan, mempunyai sebuah nilai yang hanya
merupakan ciri dari keadaan sistem tersebut, tak peduli bagaimana keadaan tersebut dicapai. Variabel
keadaan dalam hal ini adalah entropi. Perubahan entropi hanya gayut keadaan awal dan keadaan akhir
dan tak gayut proses yang menghubungkan keadaan awal dan keadaan akhir sistem tersebut.
Hukum kedua termodinamika dalam konsep entropi mengatakan, "Sebuah proses alami yang
bermula di dalam satu keadaan kesetimbangan dan berakhir di dalam satu keadaan kesetimbangan lain
akan bergerak di dalam arah yang menyebabkan entropi dari sistem dan lingkungannya semakin besar".
Jika entropi diasosiasikan dengan kekacauan maka pernyataan hukum kedua termodinamika di
dalam proses-proses alami cenderung bertambah ekivalen dengan menyatakan, kekacauan dari sistem
dan lingkungan cenderung semakin besar.
Di dalam ekspansi bebas, molekul-molekul gas yang menempati keseluruhan ruang kotak adalah
lebih kacau dibandingkan bila molekul-molekul gas tersebut menempati setengah ruang kotak. Jika dua
benda yang memiliki temperatur berbeda T 1 dan T2 berinteraksi, sehingga mencapai temperatur yang
serba sama T, maka dapat dikatakan bahwa sistem tersebut menjadi lebih kacau, dalam arti, pernyataan
"semua molekul dalam sistem tersebut bersesuaian dengan temperatur T adalah lebih lemah bila
dibandingkan dengan pernyataan semua molekul di dalam benda A bersesuaian dengan temperatur
T1 dan benda B bersesuaian dengan temperatur T 2".
Di dalam mekanika statistik, hubungan antara entropi dan parameter kekacauan adalah, pers. (1):
S = k log w
dimana k adalah konstanta Boltzmann, S adalah entropi sistem, w adalah parameter kekacauan, yakni
kemungkinan beradanya sistem tersebut relatif terhadap semua keadaan yang mungkin ditempati.
Jika ditinjau perubahan entropi suatu gas ideal di dalam ekspansi isotermal, dimana banyaknya
molekul dan temperatur tak berubah sedangkan volumenya semakin besar, maka kemungkinan sebuah
molekul dapat ditemukan dalam suatu daerah bervolume V adalah sebanding dengan V; yakni semakin
besar V maka semakin besar pula peluang untuk menemukan molekul tersebut di dalam V. Kemungkinan
untuk menemukan sebuah molekul tunggal di dalam V adalah, pers. (2):
W1 = c V
dimana c adalah konstanta. Kemungkinan menemukan N molekul secara serempak di dalam
volumeV adalah hasil kali lipat N dari w. Yakni, kemungkinan dari sebuah keadaan yang terdiri
dari Nmolekul berada di dalam volume V adalah, pers.(3):
N
N
w = w1 = (cV) .
Jika persamaan (3) disubstitusikan ke (1), maka perbedaan entropi gas ideal dalam proses
ekspansi isotermal dimana temperatur dan banyaknya molekul tak berubah, adalah bernilai positip. Ini
berarti entropi gas ideal dalam proses ekspansi isotermal tersebut bertambah besar.
Definisi statistik mengenai entropi, yakni persamaan (1), menghubungkan gambaran
termodinamika dan gambaran mekanika statistik yang memungkinkan untuk meletakkan hukum kedua
termodinamika pada landasan statistik. Arah dimana proses alami akan terjadi menuju entropi yang lebih
tinggi ditentukan oleh hukum kemungkinan, yakni menuju sebuah keadaan yang lebih mungkin. Dalam
hal ini, keadaan kesetimbangan adalah keadaan dimana entropi maksimum secara termodinamika dan
keadaan yang paling mungkin secara statistik. Akan tetapi fluktuasi, misal gerak Brown, dapat terjadi di
sekitar distribusi kesetimbangan. Dari sudut pandang ini, tidaklah mutlak bahwa entropi akan semakin
besar di dalam tiap-tiap proses spontan. Entropi kadang-kadang dapat berkurang. Jika cukup lama
ditunggu, keadaan yang paling tidak mungkin sekali pun dapat terjadi: air di dalam kolam tiba-tiba
membeku pada suatu hari musim panas yang panas atau suatu vakum setempat terjadi secara tiba-tiba
dalam suatu ruangan. Hukum kedua termodinamika memperlihatkan arah peristiwa-peristiwa yang paling
mungkin, bukan hanya peristiwa-peristiwa yang mungkin.
Hukum pertama Termodinamika
Pada prinsipnya , energy tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat
mengubah dari satu bentuk ke bentuk energy yang lain. Contoh, perubahan bentuk energy
adalah energy listrik diubah menjadi energy kalor, energy angin diubah menjadi energy
mekanik, dan energy mekanik diubah menjadi kalor.
Definisi energy dalam merupakan jumlah total semua energy molekul pada system.
Energi dalam system akan naik jika usaha dilakukan padanya atau kalor ditambahkan pada
system. Energi dalam akan menurun jika kalor keluar dari system atau usaha dilakukan
oleh system pada yang lainnya. Perubahan energy dalam ( ∆U ) pada system yang tertutup
akan sama dengan kalor yang ditambahkan ke system dikurangi usaha yang dilakukan oleh
system. Secara matematis dapat ditulis :
∆U = Q – W
Keterangan :
Q = Kalor yang diberikan
∆U = Perubahan energy dalam
W = Usaha yang dilakukan
Tanda ( W ) merupakan usaha yang dilakukan oleh system, maka ( W ) bernilai
negative dan U akan bertambah. Untuk Q bernilai positif jika kalor ditambahkan ke system
dan jika kalor meninggalkan system, Q akan bernilai negative. Kalor ( Q ) dan usaha ( W )
menyatakan energy yang ditransfer kedalam atau keluar system, energy dalam ( U ) juga
ikut bertambah. Berarti, Hukum 1 Termodinamika merupakan pernyataan hukum
kekekalan energy.
-
Inti dari Hukum 1 Termodinamika adalah energy bersifat kekal yang berbunyi :
“ Meskipun energy kalor telah berubah menjadi energy mekanik, usaha luar dan energy
dalam jumlah seluruhnya adalah tetap yang dinyatakan dengan rumus :
∆Q = ∆U + ∆W
∆Q = Kalor yang diberi atau dilepas pada system joule
∆U = Perubahan energy dalam
∆W = Usaha luar yang dilakukan oleh gas joule
Catatan :
∆W bertanda positif → bila system melakukan kerja.
∆W bertanda negative → bila system menerima kerja.
∆Q bertanda positif → bila system menerima kalor.
∆Q bertanda negative → bila system melepas kalor.
- Sistem adalah sejumlah gas yang terdapat dalam wadah tertutup.
Penerapan Hukum 1 Termodinamika :
Pada proses Isotermis = Berlangsung pada suhu tetap
∆T = 0 → ∆U = 0
∆Q = ∆W
-
Pada proses Isokhorik = Berlangsung pada volume tetap
∆V = 0 → ∆W = 0
∆Q
= ∆U
-
Pada proses Isobarik = Berlangsung pada tekanan tetap
∆P = 0 → ∆W = P∆V = P(V₂ - V₁) dan berlaku ∆U = Q + P(V₂ - V₁)
-
Pada proses Adiabatik = Berlangsung tanpa ada perpindahan panas antara system
lingkungan
∆Q = 0
∆U = - ∆W
- Sistem Carnot adalah proses dimana satu gas yang melakukan proses dapat dikembalikan
ke keadaan semula, sehingga gas dapat melakukan usaha kembali.
Kerja yang dilakukan oleh mesin carnot :
W = Q₁ [1 - T₂/T₁ ]
Atau
W = Q₁ - Q₂
Efisiensi mesin carnot :
η = [1 - T₂/T₁ ] x 100 %
Sedangkan Efisiensi mesin :
η= [1 - Q₂/Q₁ ] x 100 %
Q₁ = Kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu T₁
Q₂ = Kalor yang dilepas oleh gas pada reservoir suhu rendah T₂
TUGAS FISIKA
NAMA
:R. MIRZA IMAMI
KLS
XII TPM