Fisika SMA-MA-SMK Kelas Xi Bab 8 Termodinamika

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd

BAB 9 Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd

TERMODINAMIKA

STANDAR KOMPETENSI : Menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor KOMPETENSI DASAR y Setelah mempelajari bab ini Kamu dapat mendeskripsikan sifat-sifat gas ideal monoatomik. y Setelah mempelajari bab ini Kamu dapat menganalisis perubahan keadaan gas ideal dengan menerapkan hukum termodinamika

Mekanika statistika adalah cara untuk mengamati fenomena sistem zat yang komplek dengan jumlah partikel yang sangat besar. Konsep suhu dan kalor mendasari pengertian kita untuk mengamati kelakuan materi dalam jumlah besar, yakni. sistem-sistem banyak partikel. Partikel dalam hal ini adalah atom maupun molekul. Teori yang meninjau tentang gerak dan nergi molekul-molekul zat yangh disebut teori kinetik zat. Teori kinetik zat yang diterapkan pada partikel-partikel gas teori kinetik gas. Gas-gas dalam ruang tertutup seperti uap bensin dalam mesin bakar kendaraan dapat menjalani siklus tertutup. Dalam satu siklus terdiri beberapa beberapa proses, salah salah satu diantaranya diantaranya menghasilkan usaha. Dalam bab ini akan dipelajari termodinamika yang banyak membahas perubahan-perubahan panas dikaji dalam hukum-hukum termodinamika



Gerbang Mengubah energi kalor menjadi energi mekanik selalu memerlukan sebuah mesin, misalnya mesin uap, mesin bakar atau mesin diesel. Sadi Carnot (1796-1832). ilmuan Perancis yang menemukan siklus Carnot yaitu suatu siklus yang diterapkan untuk mesin kalor. Selain itu siklus-siklus yang lain seperti siklus Diesel, siklus otto, siklus Watt dan sebagainya, berkembang pesat di masa perkembangan otomotif pada abad pertengahan di masa revolusi industri.

inetik Gas A. Teori K inetik Gas 1.

Gas Ideal

Gas dianggap terdiri atas molekul-molekul gas yang disebut partikel. Teori ini tidak mengutamakan kelakuan sebuah partikel tetapi meninjau sifat zat secara keseluruhan sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel tersebut. Untuk menyederhanakan permasalahan teori kinetik gas diambil pengertian tentang gas ideal, dalam hal ini gas dianggap sebagai gas ideal. ifat-sifat Sifat-sifat

gas ideal adalah sebagai berikut.

1. Terdiri atas partikel yang banyak sekali da n bergerak sembarang. 2.

Setiap

partikel mempunyai masa yang sama.

3. Tidak ada gaya tarik t arik menarik antara partikel satu dengan partikel lain. 4. Jarak antara partikel jauh lebih besar disbanding ukuran sebuah partikel. 5. Jika partikel menumbuk dinding atau partikel lain, tumbukan dianggap lenting sempurna. 6. Hukum Newton tentang gerak berlaku. 7. Gas selalu memenuhi hukum Bo yle-Gay Lussac 3

Pada keadaan standart 1 mol gas menempati volume sebesar 22.400 cm sedangkan 23

jumlah atom dalam 1 mol sama dengan : 6,02 x 10

yang disebut bilangan avogadro (No) 3

Jadi pada keadaan standart jumlah atom dalam tiap-tiap cm adalah : 6,02 x10

23

22.400

!

19

2,68 x10 atom / cm

3

Banyaknya mol untuk suatu gas tertentu adalah : hasil bagi antara jumlah atom dalam gas itu dengan bilangan Avogadro.

N

= jumlah mol gas

N

= jumlah atom

NA

n!

23

= bilangan avogadro 6,02 x 10 .


N N A

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd Seorang

Inggris, Robert Boyle (1627-1691) mendapatkan bahwa jika tekanan gas diubah

tanpa mengubah suhu volume yang ditempatinya juga berubah, sedemikian sehingga perkalian antara tekanan dan volume tetap konstan. Hukum Boyle dirumuskan : p V

= konstan (asal suhu tidak berubah) p1V2

= p2V2

Jika ada n mol gas, persamaan untuk gas ideal menjadi p V = nRT dimana R adalah konstanta umum gas, berlaku sama untuk semua gas, nilainya R = 8,3144 joule/mol.K = 8,3144.103 Joule/Mol.K atau R = 0,0821 atm liter/mol.K (satuan sehari-hari sehar i-hari). ). Persamaan diatas menghubungkan tekanan, volume, dam suhu, yang menggambarkan keadaan gas, maka disebut persamaan keadaaan gas atau hukum Boyle-Gay Lussac. Perubahan variable keadaan disebut proses. Proses isotermis adalah proses yang suhu (T) selalu tetap, maka maka p V = konstan. Proses isobarik isobarik adalah proses yang tekanannya selalu konstan, V/T = konstan. Proses isokhorik/isovolume proses yang volumenya selalu tetap p/T = konstan. 23

Jika N adalah jumlah molekulgas dan NA adalah bilangan Avogadro = 6,022.10 , maka jumlah mol gas : N

n=

sehingga

N A

pV=

p V =

N

N N A

p V = N.

Karena

. R. T

N A

. R. T R

N A R

k =

N A

.T = 1,3807.10-23

joule joule K

disebut konstanta Boltzman

(mengabadikan Ludwig Boltzman (1844-1906) dari Austria) maka, persamaan gas Ideal menjadi :

p V = N.k.T

Jumlah mol mol suatu gas adalah massa gas itu (m) dibagi dengan massa massa molekulnya. ( M = Mr ) Jadi : n

p.V ! m

Dan karena massa jenis gas ( V

R M r

!

m V

!

m M r

T atau p

!

m R V M r

T

) maka kita dapatkan persamaan dalam bentuk

sebagai berikut : p

! V

R M r

T atau


p V

!

R.T M r

atau

V !

p. M r R.T

T

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd Jelas terlihat bahwa rapat gas atau massa jenis gas tergantung dari tekanan, suhu dan massa molekulnya. Persamaan gas sempurna yang lebih umum, ialah dinyatakan dengan persamaan : p.V T

!

n. R

p V = n R T Jadi gas dengan massa tertentu menjalani proses yang bagaimanapun perbandingan antara hasil kali tekanan dan volume dengan suhu mutlaknya adalah konstan. Jika proses berlangsung dari keadaan I ke keadaaan II maka dapat dinyatakan bahwa : p1.V1 T1

!

p 2 .V2 T2

Persamaan ini sering disebut dengan Hukum Bo yle-Gay Lussac. Lussac.

Contoh:

1. Massa jenis nitrogen 1,25 kg/m3 pada tekanan normal. Tentukan massa jenis 5

-2

nitrogen pada suhu 42º C dan tekanan 0,97 10 N m ! Penyelesaian : 3

V1

= 1,25 kg/m

p1

= 76 cm Hg

T1

= 273 K

T2

= 315 K

p2

= 0,97 . 10 N m

p1

= 76 cm Hg

5

-2

3

= 76 . 13,6 . 980 dyne/cm 76 . 13,6 . 980 . 10

=

-5

-4

10

-2

= 101292,8 N m p1 V1 T1 p1

=

p 2 V2 T2

m1

p 2

V1

=

T1 p1 T1 V1

=

V 2

T2 p2

T2 V 2

101292,8 273 . 1,25 V2

m2

=

0,97 . 105 315 . V 2 3

= 0,9638 kg/m

3

2. Di dalam sebuah tangki yang volumenya 50 dm terdapat gas oksigen pada suhu 27º C dan tekanan 135 atm. Berapakah massa gas tersebut? Penyelesaian :

R

= 0,821 lt atm/molº k


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd p

= 135 atm 3

V

= 50 dm

T

= 300º K

n

= =

p V R T 135 . 50

= 274 mol

0, 0821 . 300

M O2 = 16 + 16 = 32 m O2

= 32 . 274 = 8768 gr

3.

Sebuah

tangki berisi 8 kg gas oksigen pada tekanan 5 atm. Bila oksigen dipompa

keluar lalu diganti dengan 5,5 kg gas karbondioksida pada suhu yang sama, berapakah tekanannya? Penyelesaian :

8000

M O2 = 32



n (8 kg O2 ) =

M CO2 = 44



n (5,5 kg CO2) =

p1

32

= 250 mol

5500 44

= 125 mol

= 5 atm

p1 V1 = n1 R T1

T1 = T2

p2 V2 = n2 R T2

V1 = V2

p1



n1

=

p2 p2

n2 n2

= p1

=5 p2

n1 125 250

= 2,5 atm

4. Massa 1 mol air 10 kg. berapa jumlah molekul H2O dalam 1 gr berat air. 5

-2

Berapakah jarak rata- rata antara molekul pada tekanan 1,01 . 10 N m dan pada suhu 500º K? Penyelesaian :

pV

=nRT 1

V

=

n R T p

3

. 8,31 . 10 . 500

= 18000 1,01 . 105

-4

3

= 4,5 . 10 m

4,5 . 10-4 . 18000

-26



Volume tiap molekul =



Jarak partikel- partikel dianggap seperti bola, sehingga:

6,025 . 10

V = 4/3 T r 3 -26

134,4 . 10

3

= 4/3 . 3,14 r


26

= 134,4 . 10

3

m

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd r 3 = 32,09 . 1026  r =

3

32,09.10 26

5. Tekanan partial uap air pada suhu 27º C adalah 15 cm Hg. Berapa banyakya uap 3

air yang terdaat dalam 1 m udara? Penyelesaian :

15

2

p

=

= 0,197 N/m

pV

=nRT

n

=

76

p V R T 0,197 . 1

=

8,31 . 103 . 300

= 0,079 mol

Uap air (H2O)  M = 18 

6.

Banyaknya m H2O = 0,079 . 18 = 0,1422 gr

Sebuah

tangki yang volumenya 100 lt berisi 3 kg udara pada tekanan 20 atm.

Berapa banyaknya udara yang harus dimasukkan dalam tangki itu supaya tekanannya menjadi 25 atm? Penyelesaian :

T1

= T2

V1

= V2

p1 V1 n R p1 V1 n

= =

20 . 100 3 m2

p 2 V2 n R p 2 V2 n =

=

25 .100 m2

2500 . 3 2000

= 3,75 kg

7. 5 mol gas yang berada dalam tangki yang volumenya 40 lt dan suhu 20º C mengadakan tekanan 3 atm. Berapa tekanan 20 mol gas tersebut jika berada dalam tangki yang volumenya 100 lt dan suhu 87º C? Penyelesaian :

n1

= 5 mol

V1

= 40 lt

T1

= 293º K

p1

= 3 atm

n2

= 20 mol

V2

= 100 lt

T2

= 360º K

p2................?


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd p1 V1

=

n1 T1 3 . 40 5 . 293

=

p 2 V2 n 2 T2 p 2 . 100 20 . 360

146500 P2

= 864000

p2

= 5,9 atm

K erja erja Berpasangan K erjakan erjakan soal-soal berikut bersama teman terdekatmu! -24

1. Massa satu atom hidrogen 1,66 x 10

gram. Berapakah banyaknya atom dalam :

1 gram Hidrogen dan 1 kg hidrogen? 2. Dalam setiap mol gas terdapat 6,02 x 1023 atom. Berapa banyaknya atom dalam tiaptiap ml dan dalam tiap-tiap tiap-tiap liter gas pada kondisi standar? 3. Berapakah panjang rusuk kubus dalam cm yang mengandung satu juta atom pada keadaan normal ? Massa molekul 32 gram/mol. 4. Tentukan volume yang ditempati oleh 4 gram Oksigen pada keadaan standar! Massa molekul Oksigen 32 gram/m gra m/mol. ol. 5.

Sebuah

5

3

tangki volumenya 5,9 x 10 cm berisi Oksigen pada keadaan standart. Hitung

Massa Oksigen dalam tangki bila massa massa molekul Oksigen 32 gram/mol. gram/mol.

K erja erja K elompok elompok K erjakan erjakan soal-soal berikut bersama kelompokmu!

1. 100 cm dari udara kering pada tekanan 1 atm dan suhu 27rC dimampatkan pada 5 3

atm dan dipanaskan pada 77rC. Berapa volume udara kering sekarang? 2. 2 liter gas pada suhu 27rC dan tekanan 1 atm dimampatkan hingga volumenya menjadi 1 liter dan dipanaskan pada 127rC. Berapa tekanan akhir gas dinyatakan dalam atm? 3

3. Dalam eksperimen untuk menentukan massa jenis karbon dioksida, 411 cm gas dikumpulkan; ternyata massanya ialah 0,78 gram. Berapakah massa jenis gas tersebut? 4. Eksperimen dilakukan ketika tekanan udara 1 atm dan suhu kamar 20rC. Berapakah massa jenis gas pada keadaan standar (p = 1 atm, t = 0rC)? 5. Tentukan volume 4,0 gr gas oksigen (M=32 kg/kmol) pada keadaan normal 1 atm, 25ºC! 6.

Sebuah

3

tabung bervolume 40 cm berisi setetes nitrogen cair bermassa 2 mg pada

suhu yang rendah sekali. Tabung kemudian ditutup rapat. Kalau tabung dipanasi sampai 27rC berapakah tekanan nitrogen dalam tabung? Nyatakan dalam atmosfer (M untuk nitrogen 28 kg/kmol). kg /kmol). 7.

Sebuah

3

tangki yang volumenya 0,056 m

16 x 107 dyne/cm2 dan suhunya 270 C.


berisi 02 yang tekanan mutlaknya

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd a. Berapa kilogramkah 02 di dalam tangki tersebut ? b. Berapakah volume gas tersebut bila mengembang hingga tekanannya menjadi 6

2

0

10 dyne/cm dan suhunya menjadi 50 C.

2.

inetik, dan Energi Dalam Gas. Tekanan, Suhu, Energi K inetik,

Ketika aliran molekul bermasa m bergerak dengan kecepatan v menumbuk permukaan dinding yang luasnya A searah garis normal permukaan, maka tekanannya. p = F/A Dengan menggunakan impuls = perubahan momentum F.¨ t = m. ¨v

dan menganggap molekul bergerak ke segala arah dalam

tiga dimensi, diperoleh : mvrms p = 1/3 dimana

2

.

V

V = Volume Ruangan

Karena Energi kinetik rata-rata molekul : 2

Ek = ½ m vrms Maka :

2

p = 2/3 . ½ m v rms . N/V p = 2/3 . N/V Ek Sehingga

persamaan energi kinetik kinet ik rata-rata dapat ditulis :

Ek = 3/2 . p V/N dan

pV = N k T

Maka :

Gambar: Gas dalam volume

Ek = 3/2

Nk T N

Ek = 3/2 k T Suhu

gas dinyatakan da lam Energi kinetik rata-rata partikel adalah : T = 2/3. Ek / k

Dari

2

Ek = ½ m vrms = 3/2 k T, v rms =

v rms =

maka kecepatan rata-rata adalah :

3kT m 3RT M

Gas ideal tidak memiliki energi potensial, maka energi dalam total (U) suatu gas ideal dengan N partikel adalah

U = N . Ek atau

U = 3/2 N k T (untuk gas diatomik)

dan

U = 5/2 N k T (untuk gas diatomik dengan rotasi atau gas poliatomik) poliatomik)


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd Energi dalam adalah jumlah energi kinetik translasi, energi kinetik rotasi dan energi getaran (vibrasi) partikel. Koefisien 3 dan 7 pada energi dalam, dinamakan derajat kebebasan.

Gambar: translasi partikel (kiri), rotasi partikel (tengah), dan vibrasi/getar vibrasi/getaran an partikel (kanan)

C ontoh :

1. Berapakah kecepatan rata- rata molekul gas oksigen pada 0º C berat atom oksigen -27

16, massa sebuah atom hidrogen 1,66 . 10 k

= 1,83 . 10-23

T

= 273 K

kg?

Mr O2 = 32 m

= 32 x 1,66 . 10-27 kg

Ek

= ½ N m v2 2

3/2 N k T = ½ N m v v

=

=

3 k T m 3 .1,83 . 10

-23

. 273

32 . 1,66 . 10- 27 2

v

= 5,3 . 10 m/det

K erja erja Berpasangan

erjakan soal-soal berikut bersama teman sebangkumu! K erjakan

1. Gas hidrogen (M = 2 kg/kmol) dan gas oksigen (M = 32 kg/kmol) berada dalam suhu yang sama. Tentukan perbandingan : a. Energi kinetik hidrogen : Energi Energ i kinetik oksigen b. Kelajuan rms hidrogen : Kelajuan rms oksigen. o ksigen. 2.

Sebuah

tangki yang memiliki volume 0,3 m3 mengandung 2 mol gas helium pada

27rC. Anggap helium adalah gas g as ideal, a. Hitung energi dalam total to tal dari sistem, b. Berapa energi kinetik rata-rata per p er molekul ? Petunjuk : energi dalam tot al = 3/2 NkT dengan N ialah banyak molekul/partikel. Energi kinetik per molekul = 3/2 kT.


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd erja K elompok elompok K erja K erjakan erjakan soal-soal berikut bersama kelompokmu!

0

1. Berapa erg tenaga kinetik translasi sebuah molekul zat asam pada suhu 27 C. Mssa molekul zat asam adalah 32 gram/mol. 0

-23

2. Tentukanlah energi kinetik sebuah atom gas Helium pada suhu 27 C. k = 1,38 x 10 joule/atom.0K. 0

3. Tentukan energi kinetik dari 1 gram gas Amonia pada suhu 27 C Massa molekul Amonia adalah 17 gra m/mol. m/mol. 4. 20 gram Oksigen pada suhu 270 C di ubah menjadi energi kinetik. Carilah besar energi kinetik tersebut bila massa molekul dari gas Amonia adalah 17,03 gram/m gra m/mol. ol. 5. Berapakah energi kinetik dari translasi molekul-molekul dalam 10 gram amoniak 0

pada suhu 20 C. Massa molekul dari Amoniak adalah ada lah 17,03 gram/mol. 5

6. Hitunglah massa dan energi kinetik translasi dari gas Helium dengan tekanan 10 2

0

3

N/m dan temperaturnya 30 C di dalam sebuah balon bervolume 100 m . Massa molekul gas Helium adalah 4,003 gram/mol. 7. Berapakah momentum total dalam satu gram gas helium dalam tabung bersuhu 27rC? M helium = 4 gr/mol.

e cepatan P artikel G a s I d e a l 3 . D istribusi K ecepatan

Dalam gas ideal yang sesungguhnya atom-atom tidak sama kecepatannya. Sebagian

bergerak lebih cepat sebagian lebih lambat. Tetapi sebagai pendekatan

dianggap semua atom itu kecepatannya sama. Demikian pula arah kecepatannya atomatom dalam gas tidak sama. Untuk mudahnya dianggap saja bahwa sepertiga jumlah atom bergerak sejajar sumbu x, sepertiga jumlah atom bergerak sejajar sumbu y dan sepertiga lagi bergerak sejajar sumbu z.

Kecepatan bergerak tiap-tiap atom ditulis dengan bentuk persamaan : v

rms

v

rms

=

3kT m

= kecepatan tiap-tiap atom, ato m, dalam m/det -23

k = konstanta konstanta Boltzman = 1,38 x 10 T = suhu dalam K

m = massa atom, dalam da lam satuan kilogram.


o

joule/atom K

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd Hubungan antara jumlah rata-rata partikel yang bergerak dalam suatu ruang ke arah kiri dan kanan dengan kecepatan partikel gas ideal, digambarkan oleh Maxwell dalam bentuk Distribusi Maxwell

Gambar: Distribusi Maxwell

Oleh karena untuk N = 1 partikel memiliki massa m

!

M

serta k !

N A

R N A

maka tiap-tiap

molekul gas dapat dituliskan kecepatannya dengan rumus sebagai berikut. v

rms

=

3 RT RT M

M = massa gas per mol dalam satuan kg/mol o

R = konstanta gas umum = 8,317 joule/mol K

Gambar: Partikel dalam kotak

Dari persamaan di atas dapat dinyatakan bahwa : Pada suhu yang sama, untuk dua macam gas kecepatannya dapat dinyatakan : v

rms1

: vrms2 =

1 M 1

:

1 M 2

v

= kecepatan molekul gas 1

v

= kecepatan molekul gas 2

M1

= massa molekul gas 1

M2

= massa molekul gas 2

rms1 rms2

Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan : v

rms1

: vrms2 =

T 1 :

T 2

erja Berpasangan K erja erjakanlah soal-soal berikut bersama teman sebangkumu! K erjakanlah o

1. Hitunglah kecepatan molekul udara pada tekanan 1 atmosfer suhu 0 C dan massa molekul udara = 32 gram/mol. 2. Tentukan perbandingan antara kecepatan gas hidrogen dengan Oksigen pada suatu suhu tertentu. Massa molekul gas Hidrogen 2 gram/mol dan massa molekul Oksigen = 32 gram/mol.


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd o

3. Berapakah kecepatan molekul gas Methana pada suhu 37 C. Massa molekul gas methana 16 gra m/mol. m/mol. 4. Carilah kecepatan molekul gas methana pada suhu 120 C bila massa molekulnya 16 o

gram/mol. 5. Carilah pada suhu berapa kecepatan molekul Oksigen sama dengan kecepatan o

molekul Hidrogen pada suhu 300 K. Massa molekul Oksigen = 32 gram/mol dan massa molekul hidroen = 2 gram/mol 6. Pada suhu berapakah maka kecepatan molekul zat asam sama dengan molekul o

Hidrogen pada suhu 27 C. Massa molekul zat asam 32 gram/mol dan massa molekul Hidrogen = 2 gram/mol. gram/mol. 7. Massa sebuah molekul Nitrogen adalah empat belas kali massa sebuah molekul Hidrogen. Dengan demikian tentukanlah pada suhu berapakah kecepatan rata-rata molekul Hidrogen sama dengan kecepatan rata-rata molekul Nitrogen pada suhu o

294 K. 8.

Suatu

tabung berisi 4 liter O2 bertekanan 5 atm dan bersuhu 27º C. Jika NA =

6,02.1023 molekul/mol, dan k = 1,38.10-23 J/k, 1 atm = 105 pa, Ar 0 = 16 Hitung: a. Banyaknya molekul gas dalam tabung. b. Massa gas O2 dalam tabung.


1. Carilah kecepatan rata-rata molekul oksigen pada 76 cm Hg dan suhu 0º C bila 3

pada keadaan ini massa jenis oksigen adalah sebesar 0,00143 gram/cm . 2. Carilah kecepatan rata-rata molekul oksigen pada suhu 0º C dan tekanan 76 cm 3

2

Hg bila massa jenis oksigen pada kondisi ini 1,429 kg/m . g = 9,8 m/s . 3

3. Pada keadaan standard kecepatan rata-rata molekul oksigen adalah 1,3 x 10 2

m/det. Berapakah massa jenis molekul oksigen pad a kondisi ini. g = 9,8 9, 8 m/s . 4. Hitung kecepatan rata-rata molekul Hidrogen pada suhu 20º C dan tekanan 70 cm 3

Hg bila massa jenis molekul Hidrogen pada suhu 0º C adalah 0,000089 gram/cm . 2

g = 9,8 m/det . 5. Pada kondisi normal jarak rata-rata antara molekul-molekul Hidrogen yang -5

bertumbukan 1,83 x 10 cm. Carilah : a. Selang waktu antara dua buah tumbukan berturutan. b. Jumlah tumbukan tiap detik. Massa jenis Hidrogen 0,009 kg/m3. 6. Bila jarak rata-rata antara tumbukan molekul-molekul karbon dioksida pada kondisi standard 6,29 x 10-4 cm, berapakah selang waktu tumbukan molekulmolekul di atas? atas? Masa jenis karbondioksida pada keadaan standarad 1,977 kg/m3



B. Termodinamika Energi termal atau kalor ((Q) adalah energi yang mengalir dari benda yang satu ke benda yang lain karena perbedaan suhu. Kalor selalu berpindah dari benda yang panas ke benda yang dingin. Agar kedua benda yang saling bersentuhan tersebut berada dalam keadaan termal yang seimbang (yakni tidak ada perpindahan kalor antara kedua benda), suhu kedua benda haruslah sama. Jika benda pertama dan benda kedua berada dalam keadaan termal yang seimbang dengan benda ketiga, maka kedua benda pertama Gambar: Api unggun

berada dalam keadaan termal yang seimbang. (Pernyataan ini

sering

disebut

hukum

ke-nol

±

zeroth

law

±

termodinamika). Energi dalam (U) suatu sistem adalah jumlah total energi yang terkandung dalam sistem. Energi dalam merupakan jumlah energi kinetik, energi potensial, energi kimiawi, energi listrik, energi nuklir, dan segenap bentuk energi lain yang dimiliki atom dan molekul sistem. Khusus untuk gas ideal perlu diingat bahwa energi dalamnya hanyalah 2 terdiri atas energi kinetik saja, dan hanya hanya bergantung pada suhu saja. ( Ek = ½ mov rms

= 32 kT adalah energi kinetik satu atom, atau molekul gas ideal). 1.

Usaha

Usaha yang dilakukan sistem (( W) dihitung positif jika sistem melepaskan energi pada lingkungannya. Apabila lingkungan mengadakan usaha pada sistem hingga sistem menerima sejumlah energi, maka (W adalah negatif. Proses-proses yang penting pada gas.

a. Proses Isotermis / Isotermal

Proses isotermis/isothermal yaitu proses A

yang berlangsung dengan suhu tetap. Berlaku Hukum Boyle : p1.V1 = p2.V2 Usaha luar : B

¨V

v2

´

W ! p.d V V v1


V2 > V1 maka W = (+) V1 > V2 maka W = (-)

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd p.V ! n. RT RT p

!

n. RT RT V

´

W ! n. RT RT

v2

d V V V

v1

p W !

untuk tekanan

¨ V 2 ¸ ¹¹ V 1 ª º

n. RT RT ln ©©

p1.V1= p2.V2

p1 p 2

Atau e

ln x = log x =

log x log e

¨ V 2 ¸ ¹¹ V ª 1 º

ln x ! 2,3 log x p W ! 2,3n. RT RT log©©

b. Proses Isobarik

Proses isobarik yaitu proses yang berlangsung

p

dengan tekanan tetap.

p

AB Berlaku Hukum Charles :

V1

V2

V 1 T 1

=

V 1 T 2

V

Usaha luar: W = p (V2-V1)

V2 "V1

W = (+) gas melakukan usaha terhadap lingkungannya.

W = p. V V

V2
W = (-) gas menerima menerima usaha dari Lingkungannya

Pemanasan gas dengan tekanan tetap: Q p = m c p ( T

Q p = n c pm ( T

atau

Kalor jenis gas pada tekanan tetap

Kalor jenis jenis molar gas pada tekanan tetap

c p

!

Qp m(T

J/kg K

c pm

Kapasitas kalor (C p) pada tekanan tetap. C p

!

Qp

J / k

(T


!

Qv

J / mol .k n(T


c. Proses Isokhorik

Proses isokhorik yaitu proses yang berlaku / berlangsung dengan volume tetap. p p2

A

p1

B

Berlaku Hukum Gay Lussac :

V

p1

p 2

=

T 1

T 2

V

Qv = m.cv. ( T

Qv = n.cvm. ( T

atau

Kalor jenis gas pada volume yang tetap. Kalor jenis molar pada volume yang tetap. cv

!

Qv

J / kg . K m(T

usaha luar:

c vm

Qv !

n(T

J / mol . K

Kapasitas kalor pada volume tetap

W p.(V !

W

!

W

!

P .O O

C v

!

Qv

J / K

(T

d. Proses Adiabatik

Proses adiabatik yaitu proses yang berlangsung tanpa penambahan/pengurangan kalor. p1V1 = p 2 V2

 = kostanta kostanta Lapl Laplace ace =

C p C v

!

c p cv

!

c pm c vm

T1 V1 1 = T2 V2 1 Usaha luar :

Gas monoatomik W=3/2 n.R ¨T W=3/2 n.R.(T1-T2) Gas Diatomik W=5/2 n.R ¨T W=5/2 n R(T1-T2)

K erja erja Berpasangan K erjakan erjakan soal-soal berikut bersama teman sebangkumu!

1. Hitunglah kalor jenis gas Oksigen pada volume dan tekanan tetap bila massa molekul gas Oksigen 32 gram/mol. 2. Hitunglah kalor jenis gas-gas berikut ini pada volume dan tekanan tetap. a. Gas Neon monoatomik, bila masa molekulnya 2,018 gram/mol b. Gas Hidrogen diatomik, bila massa molekulnya 2,016 gram/mol


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd 2

3. Kapasitas panas jenis jenis Nitrogen pada volume volume tetap adalah 7,14 x 10 J/kg K. Carilah kapasitas panas jenisnya pada tekanan tetap. Diketahui massa molekul Nitrogen 28 gram/mol dan konstanta umum gas R = 8,317 J/molK 4. Hitunglah kalor jenis gas Argon beratom satu pada volume tetap bila kalor jenisnya pada tekanan tetap 5,23 x 102 J/kg K

K

= 1,67

5. Hitunglah kalor jenis pada tekanan tetap dari gas Oksida zat lemas beratom dua bila kalor jenisnya pada volume tetap adalah 6,95 x 102 J/kg. K dan K = 1,4

2.

Hukum I Termodinamika

Hukum I termodinamika adalah suatu pernyataan bahwa energi adalah kekal, energi tidak dapat diciptakan / dimusnahkan. Hukum ini menyatakan, jika kalor (Q masuk ke dalam sistem, energi ini haruslah muncul sebagai penambahan energi dalam sistem (U dan/atau usaha yang dilakukan sistem pada lingkungannya. Energi dapat berganti bentuk yang lain, misalnya: menjadi kalor. 1 joule = 0,24 kalori ; 1 kalori = 4,2 joule Persamaannya dapat ditulis: Kesimpulan :

( Q = ( U + (W

Bahwa tidak mungkin suatu mesin akan bekerja terus menerus

tanpa penambahan energi dari luar (perpetum mobille I ).

(Q, (U dan (W harus dinyatakan dalam satuan yang sama: joule, atau ft lb atau kalori, atau Btu.

a. Proses Isobarik

Proses isobarik adalah suatu proses dimana pada proses tersebut tekanannya adalah tetap. Diagram antara tekanan terhadap terhadap waktu seperti gambar di bawah bawah ini. p

p

V1

V2

V

Gambar: Diagram tekanan terhadap volume pada proses isobarik

Berdasarkan diagram tersebut di atas Usaha yang dilakukan gas adalah : W = p(V2 ± V1) W p V1

= usaha yang dilakukan gas (J) = tekanan gas (Pa) 3

= Volume gas pada keadaan awal (m )


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd 3

V2

= Volume gas pada keadaan akhir (m )

Jika pada proses ekspansi, volume gas membesar maka dikatakan gas melakukan usaha, tetapi jika pada proses pemampatan, volume gas mengecil maka dikatakan gas dikenai kerja. V 1

=

T 1

V 2 T 2

Proses isobarik adalah proses di mana tekanan s istem tidak berubah. ( Q p = m c p ( T ( Q p = n c p ( T

atau :

(W = P ( V = n R ( T ( U = ( Qv

Untuk gas monoatomik: ¨U = 3/2 N k ( T = 3/2 n R ( T = n cv ( T cv = 3/2 R joule/mol K ( Q p = ( U + ( W

n c p ( T = n cv ( T + n R ( T

c p = cv + R joule/mol joule/mo l K sehingga c p = 3/2 R + R = 5/2 R joule/mol K Untuk gas ntuk gas diatomik : Suhu

Rendah

: cv = 3/2 R

;

c p = 5/2 R

Suhu Sedang

: cv = 5/2 R

;

c p = 5/2 R

Suhu

: cv = 7/2 R

;

c p = 7/2 R

Tinggi

1 J/mol K =

1 M

J/kg K

Gas Monoatomik

: cv = 3/2 R/M joule / kg K c p = 5/2 R/M

b. Proses Isokhorik

Proses isokhorik adalah suatu proses dengan volume tetap di mana volume sistem tidak berubah,

yakni kalor yang masuk sistem sistem menjelma menjelma sebagai penambahan

energi dalam sistem. Pada proses volume tetap berlaku hukum Gay-Lussac yang menyatakan : p T

!

n R V

! tetap

diagram hubungan antara tekanan dan volume adalah adalah sebagai berikut : p

p2

p1



V

V

Usaha yang dilakukan dilakukan gas pada proses isokhorik isokhorik adalah sebagai sebagai berikut : pada proses isokhorik ¨ V = 0 maka usaha yang dilakukan gas yang mengalami proses

(W = p (V = 0

ini memenuhi :

(Q = (U +(W

sehingga hukum I term t ermodinamika odinamika menjadi :

Maka

(W

= 0 ( tidak terjadi perubahan volume) volume)

( Qv

= (U

( Qv

= n cv ( T

atau ( Qv = m cv ( T

U

= 3/2 nR

T (gas (gas monoatom onoatomik= ik=gas gas diatom diatomik ik suhu suhu rendah) rendah)

U

= 5/2 5/2 n R

T (gas (gas diat diatom omati atik k suhu uhu seda sedang ng

U

= 7/2 7/2 n R

(gas (gas diatom diatomati atik k suhu suhu ting tinggi gi))

Q p 

W=

Qv

W = n (c pcv)

T

atau

W = m(c p-cv)

T

K apasitas apasitas K alor alor (Q = m c (T

disebut dengan C=

C

(Q J (T K

Gas diatomik Suhu

Rendah

Suhu Sedang

Suhu

Tinggi

: cv = 3/2 R/M

;

cv = 3/2 nR

: c p = 5/2 R/M

;

c p = 5/2 n R

;

cv = 5/2 nR

: c p = 7/2 R/M

;

c p = 7/2 n R

: cv = 7/2 R/M

;

cv = 7/2 nR

: c p = 9/2 R/M

;

c p = 9/2 n R

: cv = 5/2 R/M

Gas monoatomik : ( Qv = ( U

Cv ( T = 3/2 n R ( T

Cv = 3/2 n R

J/kg.K

J/K

( Q p = ( Qv + ( W ( W = ( Q p  ( Qv

n R ( T = (C p  Cv) ( T (C p  Cv) = n R joule/ K sehingga C p = 5/2 n R

c. Proses Isotermik

Proses isotermik adalah proses di mana suhu tidak berubah. Untuk gas ideal yang mengalami proses isotermik (U = 0. Tetapi hal ini tidaklah berlaku untuk sistemsistem lain.

Sebagai

contoh kalau es mencair pada 0rC, (U { 0 meskipun proses

pencairan berlangsung pada suhu tetap.


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd Proses Isotermik gas ideal: ideal:

( U

=

O

( Q

=

(W

W

=

n RT 1n (

W

=

n RT 1n (

W

=

P ( V = n R ( T

V 2 V 1 p1 p 2

)

)

Apabila gas ideal mengalami proses di mana (p1, V1) berubah menjadi (p2, V2), di mana p1 V1 = p2 V2 , berlaku bahwa:

(Q = (W = p1 V1 ln

V 2 V 1

= 2,30 p1 V1 log

V 2 V 1

Disini ln dan log adalah logaritma dengan bilangan dasar e dan 10.

d. Proses Adiabatik

Proses adiabatik adalah proses di mana tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem. Maka (Q = 0, hingga untuk proses demikian, hukum pertama menjadi : 0 = (U + ( W artinya

(U =  (W

Apabila sistem melakukan kerja, energi dalamnya harus turun. Apabila kerja dilakukan pada sistem, energi dalamnya akan naik. Apabila gas ideal mengalami proses, di mana keadaannya (p1, V1, T1) berubah secara adiabatik menjadi (p2, V2, T2), berlakulah :

p1V 1K = p2V K2

T 1V 1K 1 = T 2V 2K 1

dan

dengan K = c p/cv. Pelaksanaan hukum hukum I Termodinamika

pada proses-proses di atas mengikuti hukum hukum

kekekalan energi.


1.

Satu

gram air ( 1 cc ) berubah menjadi 1,671 cc uap bila dididihkan pada tekanan

1

atm. Panas penguapan pada tekanan ini adalah 539 kal/gram. Hitunglah usaha luar pada penembakan energi dalam. 0

5

2. 1 liter air massanya 1 kg mendidih pada suhu 100 C dengan tekanan 1,013 x 10 2

0

5

2

N/m diubah menjadi uap pada suhu 100 C dan tekanan 1,013 x 10 N/m . Pada keadaan ini volume uap air adalah 1,674 liter. Carilah usaha luar yang dilakukan dan 6

dihitung penambahan energi dalam. Panas penguapan air 2,26 . 10 J/kg. 3. Gas Nitrogen yang massanya 5 kg suhunya dinaikkan dari 100 c menjadi 1300 c pada tekanan tetap. Tentukanlah : a. Panas yang ditambahkan b. Penambahan energi dalam c. Usaha luar yang dilakukan.


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd 4.

Satu

0

0

mol karbon monoksida dipanaskan dari 15 C menjadi 16 C pada tekanan tetap.

Bila

massa

molekul 3

karbon

monoksida

adalah

28,01

gram/mol

0

c p = 1,038 x 10 J/kg K dan K = 1,4 Tentukanlah : a. Penambahan energi dalam. b. Usah luar yang dilakukan. 0

0

5. Temperatur 5 kg gas Nitrogen dinaikkan dari 10 C menjadi 130 C pada volume 2

0

3

0

tetap. Bila cv = 7,41 x 10 J/kg K , c p = 1,04 x 10 J/kg K, carilah : a. Usaha luar yang dilakukan. b. Penambahan energi dalam. c. Panas Yang ditambahkan. 6.

Suatu

0

0

gas yang massanya 3 kg dinaikkan suhunya dari -20 C menjadi 80 C melalui

proses isokhorik. Hitunglah penambahan energi dalam gas tersebut, bila diketahui 0

0

c p = 248 J/kg K, cv = 149 J/kg K 7.

Satu

mol karbon monoksida dipanaskan dari 150 C menjadi 160 C pada volume tetap. 3

0

Massa molekulnya 28,01 gram/mol. c p = 1,03 x 10 J/kg. K dan K = 1,40 . Hitunglah penambahan energi dalam. 8. Gas Ideal sebanyak 2 mol dengan tekanan 4 atsmosfer volumenya sebesar 8,2 liter. Gas ini mengalami proses isokhorik sehingga tekanannya menjadi 8 atsmosfer. Bila 0

0

diketahui : cv = 3 kal/mol. C dan R = 0,08207 0, 08207 liter. atm/mol. C ; tentukanlah : a. Usaha yang dilakukan. b. Panas yang ditambahkan. 9. Perbandingan kompresi sebuah mesin disel

V 1 V 2

kira-kira 156. Jika pada permulaan 2

gerak pemampatan silindernya berisi udara sebanyak 2 mol pada tekanan 15 N/m 0

dan suhu 247 c, hitunglah tekanan dan suhu pada akhir gerak. Andai kata udara sebagai gas ideal dan pemampatanya secara adiabatik. massa molekul udara adalah 32 0

0

gram/mol. cv = 650 J/kg K dan c p = 909 J/kg K. Hitunglah usaha luar yang dilakukan. 5

2

0

10. Suatu volume gas Nitrogen sebesar 22,4 liter pada tekanan 10 N/m dan suhu 0 C dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 1/10 volume mula-mula. Carilah : a. Tekanan akhirnya. b. Suhu akhirnya. c. Usaha luar yang dilakukan. 0

Diketahui pula bahwa Mr = 28 gram/mol K = 1,4 cv = 741 J/kg K. 5

-2

11. Lima molekul gas Neon pada tekanan 2 x 10 Nm

0

dan suhu 27 c dimampatkan

secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 1/3 dari volume mula-mula. Bila K

= 1,67

3

0

c p = 1,03 x 10 J/kg K Mr = 20,2 gram/mol. Tentukan :

a. Tekanan akhir pada pro ses ini. b. Temperatur akhir.


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd c. Usaha luar yang dilakukan. 12. Suatu gas ideal dengan = 1,5 dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi

1 2

kali dari volume mula-mula. Bila pada awal proses tekanan gas 1 atm,

tentukanlah tekanan gas pada akhir proses. 13. Gas oksigen dengan tekanan 76 cm Hg dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi

2 3

volume mula-mula. Bila gas Oksigen adalah gas diatomik dan

0

R = 8,317 J/mol K ; Tentukanlah Tentukanlah tekanan akhir gas tersebut. 0

14. Volume gas pada suhu 20 C mengembang secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 2 kali volume mula-mula. Tentukanlah Tentukan lah temperatur akhirnya bila K =1,4.

P enerapan H ukum I T ermo d inamika S iklus Suatu

mesin yang dapat mengubah seluruh kalor yang diserapnya menjadi usaha secara

terus menerus belum pernah dijumpai, yang ada hanya pengubahan kalor menjadi usaha melalui satu tahap saja. Misalnya, proses pro ses isotermis. isotermis. Agar sistem ini dapat bekerja terus-menerus dan hasilnya ada kalor yang diubah menjadi usaha, maka harus ditempuh ditempuh cara-cara tertentu. Perhatikan gambar berikut ini. ini.

- Mulai dari ( P1 , V1 ) gas mengalami proses isothermis sampai ( P2 , V2 ). - Kemudian proses isobarik mengubah sistem dari ( P2 , V2 ) sampai ( P2 , V1 ). - Akhirnya proses isobarik membuat sistem kembali ke ( P1 , V1 ). Usaha yang dilakukan sama dengan luas bagian gambar yang diarsir. Pada akhir proses sistem kembali ke keadaan semula. Ini berarti pada akhir siklus energi dalam sistem sama dengan energi dalam semula. Jadi untuk melakukan usaha secara terus menerus, suatu siklus harus melakukan usaha secara terus menerus, suatu siklus harus bekerja dalam suatu siklus. Jadi siklus adalah suatu rantai proses yang berlangsung sampai kembali ke keadaan semula. Luas siklus merupakan usaha netto. Bila siklus berputar ke kanan, usahanya positif. Bila siklus berputar ke kiri usahanya negatif. Contoh: p p2

WAB = positif B

WRA = negatif Wnetto = WAB - WBA

p1

A



v1

v2

V

Contoh berbagai siklus yang lain sebagai berikut.

Gambar: Berbagai macam siklus

Siklus

yang ideal dikemukakan oleh o leh Carnot disebut Siklus Carnot

Gambar: Sadi Carnot (17961832). , yang mengemukakan siklus Carnot

Siklus Carnot Siklus

Carnot dibatasi oleh garis lengkung isotherm dan dua garis lengkung adiabatik.

Hal ini memungkinkan seluruh panas yang diserap ( input panas ) diberikan pada satu suhu panas yang tinggi dan seluruh panas yang dibuang ( panas output ) dikeluarkan pada satu suhu rendah.

p P1

A

AB=pemuaian/pengembangan/ekspansi Q1

isotermis

P2

B

P4

D

Q2

P3

CD = penampatan/kompresi isotermis C

V1 Siklus

BC = pemuaian / ekspansi adiabatik

V4

V2

DA = penempatan/kompresi adiabatik

V3 V

Carnot bekerja dengan mengubah kalor panas (heat) dan membuangnya dalam

bentuk kalor dingin (cold) Mesin yang menggunakan siklus ini misalnya seperti mesin pemanas ruang dalam rumah seperti di negara-negara sub tropis pada musim dingin.



Gambar: Skema siklus Carnot

Disini kalor panas (QH) sebagai Q1, dan kalor ka lor dingin (QC) sebagai Q2. W = Q1 ± Q2 Daya guna /efisiensi mesin kalor W

L !

L !

Q1

x 100%

Q1  Q2 Q1

L =1

Q2

L =1

T 2

Q1

T 1

x 100%

x 100%

atau

x 100%

Untuk mesin Carnot ideal efisiensinya selalu maksimum.

Mesin Pendingin

Mesin pendingin seperti air conditioner (AC) maupun kulkas/refrigerator menggunakan proses yang berbeda berbeda dengan proses mesin mesin pemanas yang menggunakan menggunakan siklus Carnot. Mesin pendingin menyerap kalor dingin sebagai sumber dan membuangnya dalam bentuk kalor panas.

Gambar mesin kulkas


Gambar mesin AC


Gambar: Skema mesin pendingin

Di sini kalor panas (QH) sebagai Q1, dan kalor dingin (QC) sebagai Q2. Berlaku pula W = Q1 ± Q2 Efisiensi mesin pendingin sebagai berikut. Daya guna /efisiensi mesin pendingin: W

L !

Q1  Q2

L !

L=

L=

x 100%

Q2

Q2

Q1 Q2

T 1

x 100%

 1 x 100%

atau

 1 x 100%

T 2

Koefisien Performance mesin pendingin / koefisien daya g una sebagai berikut. K=

1 L

K= K=

Q2 W Q2 Q1  Q2

Siklus Otto Siklus

mesin bakar atau lebih umum disebut siklus Otto di tunjukkan pada gambar di

bawah ini. Siklus Otto dibatasi oleh dua garis lengkung adiabatik dan dua garis lurus isokhorik. Dimulai dari titik a, maka : P

E Q1

B

D A

Q2

V


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd Proses

a±b

: pemampatan adiabatik Ta V 1k 1

Proses

b±c

T b V k 2 1

=

: proses isokhorik, isokhorik, gas menyerap kalor sebesar Q1 = m Cv (Tc ± T b)

Proses

c±d

: pemuaian adiabatik Tc V k 2 1

Proses

d±a

Td V k 2 1

=

: proses isokhorik, isokhorik, gas mengeluarkan kalor Q2

L

= 1

=

m Cv (Ta ± Td) Q0 Q1

Siklus Diesel Siklus

untuk mesin diesel ditunjukkan pada gambar berikut ini. Siklus pada mesin diesel

dibatasi oleh dua garis lengkung adiabatik dan satu garis lurus isobarik serta satu garis lurus isokhorik. Pada mesin diesel, pembakaran jauh lebih lambat sehingga gas di dalam silinder

berkesempatan

untuk

mengembang

bebas,

dan

pengembangan

selama

pembakaran boleh dikatakan berlangsung dengan tekanan yang hampir tetap. Tetapi di lain pihak, pendinginannya berlangsung cepat, pada volum yang hampir tetap. P

B

Q1

C

D Q2

A V

Proses

a±b

: pemampatan adiabatik Ta V 1k 1

Proses

b±c

: langkah daya pertama pemuaian isobarik W

= =

W

Proses

c±d

d±a

p dV nRT v

dV dV

=

nRT

=

nRT ln dV

V

: proses pemuaian adiabatik Tc V k 2 1

Proses

T b V k 2 1

=

=

Td V 1k 1

: proses pelepasan kalor isokhorik W


=

0 , terjadi penurunan suhu


Siklus R ainkine ainkine

Siklus

mesin uap yang juga disebut siklus Rainkine ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Siklus

ini dibatasi oleh garis lengkung adiabatik dan dua garis lurus isobarik. hanya saja

pada mesin uap ini terdapat proses penguapan dan pengembunan. Pada mesin uap, pemanasannya adalah pemanasan air di dalam ketel yang mendidih pada tekanan tetap tertentu dan pengembangan volumnya diakibatkan oleh penguapan yang intensif oleh mendidihnya air di dalam ketel. Adapun penekanannya untuk mengembalikan ke keadaan awal mengakibatkan pengembunan uap jenuh, sehingga berlangsung pada tekanan tetap pula. Mula-mula air dalam keadaan cair dengan suhu dan tekanan rendah di titik a. P Q1 cair

B

C

D

E ua

A

cair

ua

Q2

F

V V3

V2

V1

Proses

a±b

: pada zat cair ditambahkan tekanan, suhu naik dari Ta  Tb

Proses

b±c

: penguapan pada tekanan tetap, suhu naik c ± mulai terjadi penguapan

Proses

c±d

: perubahan wujud dari cair ke uap d ± semua zat cair sudah menjadi uap

Proses

d±e

: pemuaian pada tekanan tetap, suhu naik dari Td ke Te

Proses

e±f

: pemuaian adiabatik

Proses

f±a

: pengembunan pada tekanan tetap, bila proses dibalik

Proses

a±f

: penguapan pada tekanan tetap sehingga membutuhkan kalor

Proses

f±e

: pemampatan adiabatik

Proses

c±b

: pengembunan pada tekanan tetap, melepaskan kalor

K erja erja Berpasangan

erjakan soal-soal berikut bersama teman sebangkumu! K erjakan

1.

Sebuah

o

mesin Carnot yang reservoir suhu tingginya pada 127 C menyerap 100 kalori

dalam tiap-tiap siklus pada suhu ini dan mengeluarkan 80 kalori ke reservoir suhu rendah. Tentukanlah suhu reservoir reservo ir terakhir ini.


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd 2. Berapakah effisiensi suatu mesin yang menerima 200 kalori dari sebuah reservoir o

bersuhu 400 K dan melepaskan 175 kalori ke sebuah reservoir lain yang bersuhu o

320 K. Jika mesin tersebut merupakan mesin carnot berapakah effisiensinya. o

3. Hitunglah effisiensi ideal dari suatu mesin Carnot yang bekerja antara 100 C dan o

400 C. 4.

Sebuah

o

mesin carnot yang menggunakan reservoir suhu rendah pada 7 C, daya

gunanya 40 %. Kemudian daya gunanya diperbesar 50 %. Berapakah reservoir suhu tingginya harus dinaikkan. 5. Mesin Carnot bekerja di antara dua reservoir panas yang bersuhu 400 oK dan 300oK. Jika dalam tiap siklus, mesin menyerap panas sebanyak 1.200 kalori dari reservoir o

yang bersuhu 400 K, maka berapakah panas yang dikeluarkan ke reservoir yang bersuhu 300 oK. 6.

Sebuah

o

o

mesin carnot bekerja diantara 450 C dan 50 C. Berapakah effisiensinya ?

3. Hukum II Termodinamika

Hukum II termodinamika dirumuskan oleh beberapa ilmuan diantaranya sebagai berikut. a. R udolf Clausius :

Perumusan Clausius tentang hukum II Termodinamika secara sederhana dapat diungkapkan

sebagai

berikut

:

Tidak

mungkin

membuat

mesin

pendingin yang bekerjanya hanya menyerap dari reservoir bersuhu rendah dan memindahkan kalor itu ke reservoir

yang

bersuhu

tinggi,

tanpa

disertai perubahan lain. Dengan kata lain bahwa, kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu bersuhu tinggi tinggi ke benda bersuhu bersuhu rendah dan tidak secara spontan kalau kembali ke keadaan semula. Atau singkatnya W { 0, bagi mesin pendingin.

Sebagai

contoh marilah marilah kita lihat proses pada lemari pendingin (lemari ( lemari es) yang

bagannya pada gambar di bawah ini.





Zat

cair di dalam wadahnya pada tekanan tinggi harus melalui saluran yang

sempit, menuju ke ruang yang lapang (Evaporator). Proses ini disebut : Proses Joule-Kelvin.

 Tiba di ruang yang lapang, temperatur dan tekanan zat cair tadi berkurang, dan zat cair juga menguap. Untuk menguap maka zat cair ini memerlukan kalor yang diserap dari reservoir T2 (suhu reservoir dingin = suhu benda yang akan didinginkan).

 Kemudian uap pada tekanan rendah ini masuk ke dalam kompresor, dimampatkan, sehingga tekanannya dan temperaturnya naik. Temperatur uap ini lebih tingi dari temperatur reservoir T1 (temperatur suhu tingi) dan T1 > T2

 Di dalam kondensor uap ini memberikan kalor pada reservoir T1. Sebagai reservoir T1 dapat digunakan udara dalam kamar atau air. Zat yang sering dipakai pada pesawat pendingin adalah amoniak. Pada proses ini selain pemindahan kalor dari reservoir dingin T2 ke reservoir T1, terjadi pula perubahan usaha menjadi kalor yang ikut dibuang di T1.

b. K elvin elvin  Planck (Perpetom Mobiles II)

Pada dasarnya perumusan antara Kelvin dan Plank mengenai suatu hal yang sama, sehingga perumusan keduanya dapat digabungkan dan sering disebut : Peru Perum musan usan Kelvi elvin n-Plan k Te nta ng Huk um II Ter mod ina mika .

Perumusan Kelvin-Plank secara sederhana dapat dinyatakan sebagai berikut : tidak mungkin membuat mesin yang bekerjanya semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubahnya menjadi usaha. Atau dengan kata lain bahwa, tidak mungkin suatu mesin itu mengisap panas dari reservoir dan mengubah


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd seluruhnya menjadi usaha. Atau singkatnya Q1 { 0, yaitu

L

< 1 bagi setiap

mesin kalor. Sebagai

contoh perhatikan proses yang sebenarnya terjadi pada motor bakar

dan motor bensin. -

Mula-mula campuran uap bensin dan udara dimasukkan ke dalam silinder dengan cara menarik penghisap.

-

Kemudian

penghisap

ditekan,

dengan

demikian

campuran

tadi

dimampatkan sehingga temperatur dan tekanannya naik. -

Campuran tadi kemudian dibakar dengan loncatan bunga api listrik. Proses pembakaran ini menghasilkan campuran dengan temperatur dan tekanan yang sangat tingi, sehinga vo lume campuran tetap (proses isokhorik)

-

Hasil pembakaran tadi mengembang, mendorong penghisap, sedangkan tekanan dan temperaturnya turun, tetapi masih lebih tinggi dari tekanan dan temperatur di luar.

-

Katub terbuka, sehingga sebagian campuran itu ada yang keluar sedangkan penghisap masih tet ap ditempatnya.

-

Akhirnya penghisap mendorong hampir seluruhnya campuran hasil pembakaran itu keluar.

c.

Carnot

Dari semua mesin yang bekerja dengan menyerap kalor dari reservoir panas

dan

membuang kalor pada reservoir dingin efisiensinya tidak ada yang melebihi efisien mesin Carnot. Mesin Carnot secara ideal memang tidak ada, tetapi mesin yang mendekati mesin Carnot akan memiliki efisiensi yang tinggi, maksudnya dapat mengubah panas sebanyak banyaknya menjadi energi gerak mekanik. Ciri khas mesin Carnot ialah pemanasan dan pendinginannya, yaitu pengisapan dan pelepasan panasnya berlangsung secara isotermis, sedangkan pengembangan dan penekanannya berlangsung secara adiabatis. Dengan demikian mesin Carnot dapat dibalik (re (revversible), ersible), karena proses isotermis maupun adiabatis selalu dapat dibalik, maksudnya dengan mengenakan usaha mekanik W padanya mesin akan melepas panas Q1 dari bagian yang didinginkan serta melepas panas sebanyak Q2 keluar. Jenis-jenis mesin selain mesin Carnot tidak dapat dibalik, dan dengan menerapkan hukum termodinamika ke II dapat ditunjukkan bahwa karena dapat dibalik, mesin Carnot memiliki efisiensi yang sama. Hukum II termodinamika diringkaskan berbunyi berbunyi sebagai berikut. Adalah tidak mungkin mendapatkan suatu mesin yang bekerja dalam lingkaran yang tidak menimbulkan efek lain selain mengambil panas dari suatu sumber

dan

mengubah

panas

ini

seluruhnya

menjadi

usaha.

Hukum

II

termodinamika juga menyatakan bahwa bahwa panas tidak akan akan mengalir atau menghantar dari suhu rendah ke suhu tinggi, yang pasti adalah dari suhu tinggi ke suhu rendah.



4.

Hukum III Termodinamika

Hukum ketiga Termodinamika menyatakan bahwa entropi dari semua kristalkristal padat mendekati nol pada saat suhunya suhunya mendekati nol mutlak. mutlak. Dengan kata lain semua zat akan kehilangan energi pada saat suhunya nol mutlak. Itulah sebabnya orangorang menyimpan bahan makanan dalam freezer untuk mempertahankan perubahan energi dari bahan makanan itu dan mempertahankan dari kerusakan. Dan bila ingin memakannya, daging misalnya yang akan disantap, harus dipanaskan dulu dengan digoreng atau dipanggang sehingga mendapatkan makanan hangat yang telah mengalami kerusakan dibanding semula waktu tersimpan t ersimpan dalam freezer . Entropi adalah munculnya efek ketidakteraturan/kerusakan pada saat terjadi peningkatan energi pada suatu sistem. Pada daging yang telah menyerap kalor dari pemanasan seperti tersebut di atas, entropi berupa kerusakan daging menjadi matang dari keadaan semula mentah. Kerusakan sel-sel daging yang menyerap kalor akibat dipanaskan itu membawa perubahan yang menguntungkan, yaitu daging siap dimakan. Secara

matematis entropi (¨S) dirumuskan dengan peningkatan kalor tiap

satuan suhu. ¨S

=

(Q T

dan

¨S

= S2  S1

Asas entropi yang dikemukakan Clausius mengatakan bahwa alam raya (universe) sebagai sistem terisolasi sehingga proses di dalamnya berlangsung secara adiabatik, maka entropi alam raya cenderung naik ke nilai maksimum. Demikian pula yang berlangsung di bumi sebagai bagian dari alam raya. Kenaikan entropi selalu diikuti pula dengan ketidakteraturan. Karena penggunaan energi untuk usaha berlangsung terus menerus, entropi di bumi haruslah bertambah terus dan ketidakteraturannya juga harus bertambah. Kecenderungan ini dapat ditahan dengan adanya fotosintesis. Dalam proses ini energi matahari yang tersebar dikumpulkan menjadi energi kimia yang terkonsentrasi dalam molekul gula. Dengan proses ini entropi bumi diturunkan dan ketidakteraturan bertambah. Karena itu fotosintesis disebut juga ne g entropi entropi (=entropi (=entropi ne g ne g atif). atif). Tetapi penurunan entropi di bumi disertai oleh naiknya entropi di matahari. Inilah hukum alam; penurunan entropi di suatu tempat hanya mungkin dengan naiknya entropi di tempat lain. Misalnya, alat AC menurunkan entropi di dalam ruangan, tetapi ia menaikkan entropi di luar ruangan.



Soal-soal Ulangan 9 Soal-soal Pilihan Ganda Pilihlah satu jawaban yang benar!

1.

gas ideal pada tekanan atmosfir p dan suhu 27rC dimampatkan sampai

Suatu

volumenya setengah kali dari semula. Jika suhunya dilipatduakan menjadi 54rC, berapakah tekanannya? a. 0,25 p b. 0,54 p c. 1 p d. 2 p e. 2,18 p 2. Pada hukum Boyle p V = k, k mempunyai dimensi : a. Daya b. Usaha c. Momentum linear d.

Suhu

e. Konstanta pegas 3. Rapat massa (perbandingan massa dan volume) suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan p adalah V. Jika tekanan gas tersebut dijadikan 2p dan suhunya diturunkan menjadi 0,5 T, maka rapat massa gas dalam keadaan terakhir adalah : a. 4 b. 2 c. 0,50 d. 0,25 e. 0,12 4.

Suatu

gas ideal pada 300 K dipanaskan pada volume tetap sehingga energi kinetis

rata-rata dari molekul gas menjadi dua kali lipat. mana satu diantara pernyataan berikut yang tepat ? a. Kecepatan rms rata-rata dari molekul menjadi dua kali. b.

Suhu

berubah menjadi 600 K.

c. Momentum rata-rata dari molekul menjadi dua ka li. d.

uhu Suhu

beru berub bah menj enjadi adi 300 300 2 K

e. Kecepatan rata-rata molekul menjadi dua kali. ka li. 5. Untuk melipatduakan kecepatan rms dari molekul-molekul dalam suatu gas ideal pada 300 K, suhu sebaiknya dinaikkan menjadi a. 327 K b. 424 K c. 600 K


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd d. 1200 K e. 90.000 K 6. Massa sebuah molekul nitrogen adalah empat belas kali massa sebuah molekul hydrogen. Dengan demikian molekul-molekul nitrogen pada suhu 294 K mempunyai laju rata-rata yang sama dengan molekul-molekul hydrogen pada suhu : a. 10,5 K b. 42 K c. 21 K d. 4116 K e. 2058 K 7.

Suatu

3

gas yang volumenya 0,5 m perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap

hingga volumenya menjadi 2 m3. Jika usaha luar gas tersebut 3 x 105 joule, maka tekanan gas adalah 5

-2

5

-2

a. 6 x 10 Nm b. 2 x 10 Nm 5

-2

c. 1,5 x 10 Nm 5

-2

5

-2

d. 6 x 10 Nm e. 3 x 10 Nm

8. Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa : a. Kalor tidak dapat masuk ke dalam dan ke luar dari suatu sistem b. Energi adalah kekal c. Energi dalam adalah kekal d.

Suhu

adalah tetap

e.

Sistem

tidak mendapat usaha dari luar

9. Dua bejana A dan B volumenya sama berisi udara yang suhu dan massanya sama pula. Udara di dalam bejana A dipanaskan pada tekanan tetap sedangkan udara di dalam bejana B dipanaskan pada volume tetap. Jika jumlah kalor yang diberikan kepada bejana A dan B sama banyaknya maka : a. Kenaikan suhu udara di A dan di B sama b. Perubahan energi dalam di A dan di B sama c. Kenaikan suhu udara di A lebih kecil dari di B d. Kenaikan suhu udara di A lebih besar dari di B e.

Salah

semua

10. Sejumlah gas ideal dengan massa tertentu mengalami pemampatan secara adiabatic. Jika W adalah kerja yang dilakukan oleh sistem (gas) dan (T adalah perubahan suhu dari sistem, maka berlaku keadaan a. W = 0, (T > 0 b. W = 0, (T < 0 c. W > 0, (T = 0 d. W < 0, (T = 0 e. W < 0, (T = 0


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd 11. Sebuah mesin Carnot bekerja di antara 2 reservoir bersuhu 527rC dan 127rC. Jika reservoir suhu tinggi diturunkan menjadi 227rC, maka efisiensi pertama dan terakhir adalah ... a. 20% dan 30% b. 20% dan 40% c. 20% dan 50% d. 30% dan 50% e. 50% dan 20% 12. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi yang bersuhu 800K mempunyai efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensinya naik menjadi 50%, suhu reservoir suhu tinggi dinaikkan menjadi a. 900 K b. 960 K c. 1000 K d. 1180 K e. 1600 K 13. Gas ideal berada dalam tabung pada tekanan 4 atm, gas tersebut dipanaskan secara isotermik sehingga volumenya menyusut 20 %. Tekanannya mengalami perubahan sebesar«. a. naik 20 % b. turun 20 % c. naik 25 % d. turun 25 % e. naik 80 % 14. Besar energi dalam 4 mol gas monoatomik pada suhu 127º C adalah«.(R = 8,31 J/ mol K) a. 6,332 J b. 19,944 J c. 24,825 J d. 33,240 J e. 34,327 J 15. Agar kecepatan efektif partikel gas menjadi 3 kali semula, suhunya harus ditingkatkan menjadi«semula. a. sama b. 1,5 x c. 6 x d. 9 x e. 12 x 16. Suatu tabung berisi gas ideal dimampatkan secara adiabatic. Pada proses ini berlaku«. a. W < O dan ¨T > O


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd b. W < O dan ¨T = O c. W > O dan ¨T < O d. W = O dan ¨T < O e. W > O dan ¨T > O 17. Sejumlah gas berada dalam ruang tertutup volumenya 2,25 liter, tekanannya 1 atm dan suhunya 27º C, gas tersebut dipanaskan dengan tekanan tetap sehingga suhunya 5

menjadi 127º C. Besar usaha yang dilakukan gas adalah«.Joule. (1atm = 10 Pa) a. 40 b. 75 c. 160 d. 438 e. 833 18. Pada suhu tinggi besar tetapan Laplace untuk gas diatomic adalah«. a. 1,28 b. 1,33 c. 1,4 d. 1,67 e. 1,8 19. Empat mol gas ideal diatomic dinaikkan suhunya dari 27º C menjadi 77º C. Pada volume tetap R = 8,31 J/mol K, kalor yang dibutuhkan pada proses tersebut sebesar«. a. 1572 J b. 2050 J c. 2493 J d. 3725 J e. 4155 J 20. Suatu sistem menyerap kalor sebesar 200 J, dan pada saat yang samamelakukan usaha sebesar 125 J, maka pada system terjadi«. a. kenaikan energi dalam 1,6 J b. penurunan energi dalam 1,6 J c. penurunan energi dalam 75 J d. kenaikan energi dalam 75 J e. kenaikan energa dalam 325 J 21. Sebuah tabung berisi gas monoatomik. Ke dalam tabung tersebut dipompakan gas yang sama sehingga tekanannya menjadi 3 x semula. Besarnya perubahan energi dalam gas tersebut seandainya suhunya suhun ya tetap adalah«. a. nol b. 1,5 x semula c. 3 x semula d. 6 x semula


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd e. 9 x semula 22. Sebuah mesin carnot beroperasi pada suhu 47º C dan 127º C, menghasilkan usaha 1000 joule. Panas yang dibuang ke reservoir bersuhu rendah sebesar«. a. 2000 J b. 3000 J c. 4000 J d. 5000 J e. 6000 J 23. Suhu dalam ruangan sebuah kulkas 17º C, sedangkan di luar 27º C, jika kalor yang diserap kulkas 5800 j/sekon, besar daya yang dibutuhkan adalah«. a. 100 watt b. 150 watt c. 175 watt d. 200 watt e. 225 watt 24. Efisiensi suatu mesin carnot 65 %, reservoir suhu tingginya 727º C. Besar suhu reservoir yang lain adalah«. a. 63º C b. 77º C c. 153º C d. 276º C e. 350º C 25. Koefisien daya guna suatu mesin pendingin adalah 7, jika temperatur reservoir yang bersuhu tingggi adalah 27º C, temperatur reservoir yang lain bersuhu«. a. -0,5º C b. -4,74º C c. 22,3º C d. 40,35º C e. 69,9º C 26. Lewat sebuah iklan ditawarkan sebuah mesin yang bekerja pada reservoir tinggi bersuhu 500 oK dan suhu reservoir rendah 350 oK, sedangkan untuk menghasilkan usaha sebesar 104 joule diperlukan bahan bakar yang yang besarnya 3.104 joule, maka efisiensi mesin tersebut adalah « a. 30 % b. 33 c. 42 d. 66

1 3 2 3 2 3

% % %

e. 70 %


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd o

27. Suatu mesin menyerap 150 kalori dari reservoir 400 K dan melepas 90 kalori ke o

reservoir bersuhu 200 K, maka efisiensi mesin tersebut adalah ... a. 30 % b. 40 % c. 50 % d. 60 % e. 80 %

Soal-soal Uraian K erjakan erjakan soal-soal berikut dengan benar!

1. Gas sebanyak 2mol dengan cv = 12,6 J/mol 0K menjalani garis tertutup (1), (2) dan (3). Proses 2-3 berupa pemampatan isotermik. Hitunglah untuk tiap-tiap bagian garis tertutup itu :

a. Usaha oleh gas. b. Panas yang ditambahkan pada gas. c. Perubahan energi dalamnya. 2. Pada suatu prose tertentu diberikan panas sebanyak 500 kalori ke sistem yang bersangkutan dan pada waktu yang bersamaan dilakukan pula usaha mekanik sebesar 100 joule terhadap sistem tersebut. Berapakah tambahan energi dalamnya ? 3. Diagram di bawah ini menunjukkan tiga proses untuk suatu gas ideal, ideal, di titik

1

suhunya 600 0K dan tekanannya 16 x 105 Nm-2 sedangkan volumenya 10-3m3 . Dititik 2 volumenya 4 x 10-3m3 dari proses 1-2 dan 1-3 salah satu berupa proses isotermik dan yang lain adiabatik. K = 1,5

a. Diantara proses 1-2 dan 1-3 yang manakah proses isotermik dan mana adiabatik ? Bagaimana kita dapat mengetahui ? b. Hitung tekanan di titik 2 dan d an 3


Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd c. Hitung suhu dititik 2 dan 3 d. Hitung volumenya di titik 3 pada proses itu. 0

4. Pada permulaan 2 mol zat asam ( gas diatomik ) suhunya 27 c dan volumenya 0,02 3

m . Gas disuruh mengembang secara isobaris sehingga volumenya menjadi dua kali lipat kemudian secara adiabatik hingga suhunya mencapai harga yang seperti 0

permulaan lagi. R = 8,317 J/mol K. Tentukanlah : a. Berapakah banyaknya energi dalam totalnya ? b. Berapakah banyaknya panas yang ditambahkan ? c. Berapakah usaha yang dilakukan ? d. Berapakah volume pada akhir proses ? 5.

Sebuah

mesin pemanas menggerakkan gas ideal monoatomik sebenyak 0,1 mol

menurut garis tertutup dalam diagram P-V pada gambar di bawah ini. Proses 2-3 adalah proses adiabatik.

a. Tentukanlah suhu dan tekanan pada titik 1,2 dan 3. b. Tentukanlah usaha total yang dilakukan gas. 6. Gas nitrogen BM 28 memenuhi persamaan gas ideal. Bila massa gas nitrogen tersebut 84 gr memuai isothermal pada suhu 27rC dari volume 4.000 cm3 menjadi 8.000 cm3. Jika konstanta gas umum R = 3,2 . 10 erg/molrK. Hitunglah usaha gas tersebut ! 7

7. Gas oksigen BM 32 massanya 0,5 kg menempati volume 8.000 cm3 pada temperatur 27rC. Tentukan usaha yang diperlukan untuk mengurangi volume menjadi 4.000 cm , 3

jika : a. proses berlangsung isobarik b. proses berlangsung isotermik isotermik 3

8. Udara dengan konstanta laplace 1,4 memuai adiabatik dari volume 500 cm menjadi 1.000 cm3. Mula-mula tekanan udara 2 atm, jumlah massa udara 1 gr, dan konstanta 7

udara setiap mol R/n = 2,8 . 10 erg/gr. Berapakah penurunan suhu udara itu ? 9. 1 mol gas suhunya 27rC memuai adiabatik sehingga volumenya menjadi dua kali semula. R = 3,2 . 10 erg/molrK dan konstanta laplace 1,4. Berapa usaha yang harus 7

dilakukan ? 10. Sebuah mesin Carnot yang reservoir suhu dinginnya 27 ºC memiliki efisiensi 40 %. Jika efisiensinya dinaikkan menjadi 50 % berapa reservoir suhu tinggi harus dinaikkan? 11. Mesin pendingin ruangan menyerap kalor 5.000 J dalam waktu 1 detik. Jika suhu ruangan akan dipertahankan sebesar 20 ºC, sedang suhu lingkungan tempat pembuangan kalor adalah 28 ºC, tentukan daya listrik yang dibutuhkan!



angkuman R angkuman

1. Hukum Boyle dirumuskan : p V = konstan (asal suhu suhu tidak berubah) p1V2

= p2V2

2. Persamaan untuk gas ideal menjadi p V = nRT , R = 8,3144 joule/mol.K = 3

8,3144.10 Joule/Mol.K atau R = 0,0821 atm liter/mol.K liter/mol.K . 3. Hukum Boyle-Gay Lussac dirumuskan: p1.V1 T1

!

p 2 .V2 T2

4. Kecepatan bergerak tiap-tiap atom ditulis dengan bentuk persamaan : v

rms

=

3kT m -23

k = konstanta konstanta Boltzman = 1,38 x 10

joule/atom K

5. Kecepatannya dapat ditulis juga dengan rumus sebagai berikut: v

rms

=

3 RT RT M

6. Persamaan hukum I termodinamika dapat ditulis: ( Q = ( U + (W 7. Usaha dalam proses isobarik: W = p. V V 8. Usaha dalam proses isokhorik :W = 0 9. Usaha dalam proses isotermik: W

= n RT 1n (

V 2 V 1

)

10. Usaha dalam proses adiabatik: W = 3/2 n.R. T 11. Daya guna /efisiensi mesin kalor : L !

W Q1

x 100% atau

L =1

Q2

L =1

T 2

Q1

T 1

x 100%

atau

x 100%

12. Daya guna /efisiensi mesin pendingin: L !

L=

L=

W Q2

Q1 Q2

T 1 T 2

x 100%

atau

 1 x 100%

atau

 1 x 100%

13. Koefisien Performance mesin pendingin / koefisien daya g una sebagai berikut. K=

1 L



K= K=

Q2 W

atau

Q2 Q1  Q2



Glosarium y

Ekuipartisi energi = pembagian energi dalam sistem tert utup.

y

Energi kinetik rotasi = energi gerak perputaran. perput aran.

y

Energi kinetik translasi = energi gerak pergeseran.

y

Kalor = panas, salah satu bentuk energi.

y

Konservasi energi = perubahan energi yang lebih bersifat mendayagunakan energi

y

Mesin kalor = mesin yang mengubahenerg i panas menjadi energi mekanik

y

Proses isobarik = proses yang berlangsung dalam tekanan tetap

y

Proses isokhorik = proses yang berlangsung dalam volume tetap.

y

Proses adiabatik = proses yang yang berlangsung dalam perubahan kalor tetap

y

Proses isotermik = proses yang berlangsung dalam suhu tetap

y

Reservoir = sistem sistem mesin penghasil energi panas.


Fisika SMA-MA-SMK Kelas Xi Bab 8 Termodinamika

Recommend Documents