Makalah Hukum 1 Termodinamika

8/17/2019 Makalah Hukum 1 Termodinamika

1/13

MAKALAH

HUKUM 1 TERMODINAMIKA

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 1

1. NURHIDAYAH

2. ELYNA WAHYUNITA

3. ANDI SRI WAHYUNI

4. ARMITA CAHYANI

5. AMIN RAIS

KELAS : FISIKA A(1,2)

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS TARIYAH DAN KE!URUAN

UNI"ERSITAS ISLAM NE!ERI (UIN) ALAUDDIN MAKASSAR

2#1$

KATA PEN!ANTAR


2/13

Puji syukur penulis penjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas

rahmat-Nya maka kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah yang berjudul

“ Hukum 1 Termodinamika!

Penulisan makalah merupakan salah satu tugas yang diberikan dalam mata

kuliah Termodinamika! Tugas ini dimulai dengan membahas apa itu

termodinamika, menjelaskan Hukum 1 Termodinamika, proses yang terjadi dalam

termodinamika yang berkaitan dengan Hukum 1 Termodinamika, kapasitas panas

kalor, entalpi, dan kalor dari proses yang berhubungan dengan Hukum 1

Termmodinamika!

"alam penulisan makalah ini kami merasa masih banyak kekurangan baik

pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang kamimiliki! #ntuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat kami harapkan demi

penyempurnaan pembuatan makalah ini! "an tak lupa menyampaikan u$apan

terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang membantu dalam

menyelesaikan makalah ini! %khirnya kami berharap semoga tugas ini berman&aat,

dan dapat memberikan ilmu yang baik bagi para pemba$a! Terima kasih!

'amata, ( Mei ()1*

Penulis

DAFTAR ISI


3/13

+ata Pengantar

"%T% .'.

/ab . Pendahuluan

%! 0atarbelakang

/! umusanmasalah

! Tujuan

/ab ..Pembahasan

%! /unyi hokum 1 termodinamika

/! Proses dalamtermodinamika

/ab ... Penutup

%! +esimpulan

/! 'aran

"%T% P#'T%+%

A I

PENDAHULUAN


4/13

A. L%&%' %*%+

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani2 thermos 3 panas dandynami$ 3

perubahan, dengan kata lain termodinamika adalah &isikaenergi, panas, kerja,

entropi dan kespontanan proses! Termodinamika berhubungan dekat dengan

mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal! 4adi, se$ara

kompleks termodinamika adalah ilmu tentang energi, yang se$ara spesi&ik

membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja!

Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik se$ara alami

maupun hasil rekayasa teknologi! 'elain itu, energi di alam semesta bersi&at kekal,

tidak dapat dimusnahkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi

dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan!

Hal ini erat hubungannya dengan hukum5hukum dasar pada termodinamika!"alam makalah ini kami akan membahas tentang hukum pertama termodinamika

dan kapasitas kalor gas! Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan

hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rin$ian dari interaksi atau sistem yang

diteliti! .ni berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu

apa pun ke$uali perimbangan trans&er energi dan 6ujud di antara mereka dan

lingkungan!

. R--/%+ M%/%%0

/erdasarkan latar belakang tersebut di atas, maka yang menjadi rumusan

masalah dalam makalah ini adalah2

1! /agaimanabunyihukum 1 termodinamika7

(! /agaimana proses yang terjadi di dalamhukum 1 termodinamika7

C. T--%+

/erdasarkan rumusan masalah yang telah dikemukakan di atas, maka tujuan

yang ingin di$apai dalam makalah ini adalah 2

1! Mengetahuibunyihukum 1 termodinamika!

(! Mengetahui proses yang terjadi di dalamhukum 1 termodinamika!

A II

PEMAHASAN

http://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kerja_mekanika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kerja_mekanika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Entropi_termodinamika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_statistikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kerja_mekanika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Entropi_termodinamika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_statistikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunani


5/13

A. H-*- 1 T'+%*%

Hukum ini berbunyi2 “+alor dan kerja mekanik adalah bisa saling tukar!

'esuai dengan hukum ini, maka sejumlah kerja mekanik dibutuhkan untuk

menghasilkan sejumlah kalor, dan sebaliknya! Hukum ini bisa juga dinyatakan

sebagai2 “Energi tidak bisa dibuat atau dimusnahkan, namun bisa dirubah dari satu

bentuk kebentuk lainnya! 'esuai dengan hukum ini, energi yang diberikan oleh

kalor mesti sama dengan kerja eksternal yang dilakukan ditambah dengan

perolehan energy dalam karena kenaikan temperatur!

4ika kalor diberikan kepada sistem, 8olume dan suhu system akan bertambah

9system akan terlihat mengembang dan bertambah panas:! 'ebaliknya, jika kalor

diambil dari sistem, 8olume dan suhu system akan berkurang 9system tampak mengerut dan terasa lebih dingin:! Prinsip ini merupakan hukum alam yang

penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi!

'istem yang mengalami perubahan 8olume akan melakukan usaha dan

sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energy

dalam! 4adi, kalor yang diberikan kepada system akan menyebabkan system

melakukan usaha dan mengalami perubahan energy dalam!

Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energy dalam termodinamika

atau disebut Hukum . Termodinamika!#ntuk suatu proses dengan keadaan akhir

9(: dan keadaan a6al 91:

U 6 U27U1

Temodinamika merupakan $abang ilmu &isika yang mempelajari mengenai

pengaliran panas, perubahan-perubahan energi yang diakibatkan dan usaha yang

dilakukan oleh panas!

1! #saha luar 9 ; : yaitu 2 #saha yang dilakukan oleh system terhadap

sekelilingnya terhadap sistem! Misalkan gas dalam ruangan yang

berpenghisap bebas tanpa gesekan dipanaskan 9 pada tekanan tetap : <maka 8olume akanbertambahdengan =!

#saha yang dilakukanoleh gas terhadap udara luar 2

W 6 8."

1! #saha dalam 9 # : adalah 2 #saha yang dilakukan oleh bagian dari suatu

system pada bagian lain dari system itu pula! Pada pemanasan gas seperti

di atas, usaha dalam adalah berupa gerakan-gerakan antara molekul-

molekul gas yang dipanaskan menjadi lebih $epat!


6/13

'e$ara matematis, Hukum . Termodinamika dituliskan sebagai

9 6 W U

"imana

> 3 kalor yang masuk?keluarsistem

# 3 perubahanenergidalam

; 3 #saha luar!

> positi&, sistem menerima kalor!

> negati&, sistem melepas kalor!

; positi&, sistem melakukan usaha!

; negati&, sistem menerima usaha!

positi&, terjadi penambahan energi dalam pada sistem!

negati&, terjadi penurunan energi dalam pada sistem!

+alor 9>: merupakan energi yang berpindah dari satu benda ke benda yang

lain akibat adanya perbedaan suhu! /erkaitan dengan sistem dan lingkungan, bisa

dikatakan bah6a kalor merupakan energi yang berpindah dari sistem kelingkungan atau energi yang berpindah dari lingkungan ke sistem akibat adanya

perbedaan suhu! 4ika suhu sistem lebih tinggi dari suhu lingkungan, maka kalor

akan mengalir dari sistem menuju lingkungan! 'ebaliknya, jika suhu lingkungan

lebih tinggi dari suhu sistem, maka kalor akan mengalir dari lingkungan menuju

sistem!

4ika +alor 9>: berkaitan dengan perpindahan energi akibat adanya

perbedaan suhu, maka +erja 9;: berkaitan dengan perpindahan energi yang

terjadi melalui $ara-$ara mekanis! Misalnya jika sistem melakukan kerja terhadap

lingkungan, maka energi dengan sendirinya akan berpindah dari sistem menuju


7/13

lingkungan! 'ebaliknya jika lingkungan melakukan kerja terhadap sistem, maka

energi akan berpindah dari lingkungan menuju sistem!

+etika suatu benda sedang bergerak maka benda tersebut memiliki energi

kinetik dan berdasarkan energi kinetik ini benda dapat melakukan usaha! 'erupa

dengan itu, benda yang berada pada pada ketinggian tertentu dari suatu a$uan

memiliki energi potensial dan berdasarkan energi potensial ini benda juga dapat

melakukan usaha! +edua ma$am energi ini disebut energi luar 9eksternal energi:!

'ebagai tambahan terhadap energi luar ini setap benda memiliki memiliki energi

yang tidak nampak dari luar, energi ini disebut energi dalam!

"ari sudut pandang termodinamika, energi dalam (internal energy)

dide&inisikan suatu sistem sebagai jumlah energi kinetik seluruh partikel

penyusunnya, ditambah jumlah seluruh energi potensial dari interaksi antara

seluruh partikel itu. Energi dalam merupakan &ungsi keadaan sistem, jika keadaan

sistem berubah maka energi dalam juga berubah tetapi energi dalam tidak

tergantung pada lintasan yang ditempuh sistem untuk perubahan keadaan tersebut!

'elama terjadi perubahan suatu sistem, energi dalam dapat berubah dari keadaan

a6al #1 ke keadaan akhir #(!

Energi dalam 9#: atau energi internal disebut juga energi termal! +etika

pada 8olume tetap dipanaskan, suhu gas akan bertambah! %kibatnya, tekanan gas

bertambah! 'aat dipanaskan, molekul-molekul gas mendapat energi sehinggaenergi kinetik molekul-molekul gas bertambah! Tentu saja ke$epatan rata-rata

molekul juga bertambah dan &rekuensi tumbukan molekul dengan dinding

bertambah! Hal ini menyebabkan tekanan gas bertambah! @ejala ini menunjukkan

energi dalam gas bertambah!

4ika sebuah sistem melakukan kerja dengan berekspansi terhadap

lingkungannya dan tidak ada panas yang ditambahkan selama proses, energi

meninggalkan system dan energi dalam berkurang! "ari rumus sebelumnya, dapat

disimpulkan bah6a se$ara umum ketika panas > ditambahkan ke sistem, sebagiandari energi yang ditambahkan ini tetap tinggal di dalam sistem, mengubah energi

dalam sebanyak sisanya meninggalkan sistem lagi ketika sistem melakukan kerja

; terhadap lingkungannya! +arena ; dan > dapat bernilai positi&, negati& atau

nol, maka dapat bernilai positi&, negati& atau nol untuk proses yang berbeda!

Persamaan di atas merupakan hukum pertama termodinamika (first law of

thermodynamics). ”4ika energi panas yang diberikan sistem dikurangi dengan

usaha yang dilakukan oleh sistem sama dengan perubahan energi dalam sistem”.

"engan demikian, hukum pertama termodinamika menyatakan bah6a sejumlah


8/13

kalor (Q) yang diterima dan usaha (W) yang dilakukan terhadap suatu gas dapat

digunakan untuk menambah energi dalam

Hukum pertama termodinamika sejauh ini bisa dinyatakan dapat me6akili

kekekalan energi untuk proses termodinamik! Tapi aspek tambahan yang penting

dari hukum pertama ini adalah kenyataan bah6a energi dalam bergantung hanya

pada keadaan suatu sistem! Pada perubahan keadaan, perubahan energi dalam

tidak bergantung pada lintasan!

. P'// %%T'+%*%

Hukum pertama termodinamika terjadi pada proses termodinamika yang

sering terjadi pada keadaan praktis! Proses-proses ini dapat diringkas sebagai“tanpa perpindahan panas atau adiabatik , “8olume konstan atau isokhorik,

“tekanan konstan atau isobarik, dan “suhu konstan atau isotermal.

1. P'// I/&'*

'uatu system dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi

perubahan-perubahan di dalam system tersebut! 4ika proses yang terjadi

berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik! +arena

berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energy dalam 9A 3 ):

dan berdasarkan hukum . termodinamika kalor yang diberikan sama denga usaha

yang dilakukan sistem 9Q 3 W :! #saha yang dilakukan system dan kalor dapat

dinyatakan sebagai "imana ! ( dan ! 1 adalah 8olume akhir dan a6al gas!

Bleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum /B Y0E!

P1 =( 3 P( =(

+arena suhunya konstan T( 3 T1 maka 2

# 3 #( 5 #1

3 n T( 5 n T1 3 ) 9 #saha dalamnya nol :

2. P'// I/*0'*

4ika gas melakukan proses termodinamika dalam 8olume yang konstan, gas

dikatakan melakukan proses isokhorik! +arena gas berada dalam 8olume konstan

9A! " ):, gas tidak melakukan usaha 9W 3 ): dan kalor yang diberikan sama


9/13

dengan perubahan energi dalamnya! +alor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor

gas pada 8olume konstan Q! !

QV = ∆U

+arena = 3 ) maka ; 3 p ! =

; 3 ) 9 tidak ada usaha luar selama proses :

> 3 #( 5 #1

+alor yang diserap oleh system hanya dipakai untuk menambah energy dalam 9#

:

> 3 #

# 3 m !$8 9 T( 5 T1 :

3. P'// I/;%'*

4ika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap

konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik! +arena gas berada dalam

tekanan konstan, gas melakukan usaha 9W 3 pA! :! +alor di sini dapat dinyatakan

sebagai kalor gas pada tekanan konstan Q p! 'ebelumnya telah dituliskan bah6a

perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada 8olume konstan

Q! 3A ! "ari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai 2

W = Q p − QV

4adi, usaha yang dilakukan oleh gas 9W : dapat dinyatakan sebagai selisih

energi 9kalor: yang diserap gas pada tekanan konstan 9Q p: dengan energi 9kalor:

yang diserap gas pada 8olume konstan 9Q! :!

#saha luar yang dilakukan adalah 2 ; 3 p 9 =( 5 =1 :! +arena itu hukum .

termodinamika dapat dinyatakan 2

> 3 # C p 9 =( 5 =1 :

Panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu gas pada tekanan tetap dapat

dinyatakan dengan persamaan 2

> 3 m $ p9 T( 5 T1 :

Pertambahan energy dalam gas dapat pula dinyatakan dengan persamaan 2


10/13

# 3 m $89 T( 5 T1 :

+arena itu pula maka usaha yang dilakukan pada proses isobari$ dapat puladinyatakan dengan persamaan 2

; 3> 5 # 3 m 9 $ p 5 $8 : 9 T( 5 T1 :

m 3 massa gas

$ p 3 kalor jenis gas padatekanan tetap

$83 kalor jenispada 8olume tetap!

4. P'// A%;%&*

"alam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk 9diserap: ataupun

keluar 9dilepaskan: oleh sistem 9Q 3 ):! "engan demikian, usaha yang dilakukan

gas sama dengan perubahan energi dalamnya 9W 3 A :!

+arena > 3 ) maka B 3 # C ;

#( -#1 3 -;

/ila ; negati&9 -; 3 system ditekan : usaha dalam sistem 9# : bertambah!

'edangkan hubungan antara suhu mutlak dan 8olume gas pada proses adibatik,

dapat dinyatakan dengan persamaan 2

T!=g-1 3 konstan atau T1!=1g-1 3 T(!=(g-1

#saha yang dilakukan pada proses adiabati$ adalah 2

; 3 m !$8 9 T1 5 T( : atau ; 3 9 =(g-1 5 =1g-1 :

4uga berlaku persamaan 2 P1!=1g 3 P(!=(g

Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan mengenai hukum

uni8ersal dari kekekalan energi dan mengidenti&ikasikan perpindahan panas

sebagai suatu bentuk perpindahan energi! Pernyataan paling umum dari hukum

pertama termodinamika ini berbunyi2“ +enaikan energi internal dari suatu sistem

termodinamika sebanding dengan jumlah energi panas yang ditambahkan ke

dalam sistem dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh sistem terhadap

lingkungannya!


11/13

'uhu suatu gas dapat dinaikkan dalam kondisi yang berma$am-ma$am!

=olumenya dikonstankan, tekanannya dikonstankan atau kedua-duanya dapat

dirubah-rubah menurut kehendak! Pada tiap-tiap kondisi ini panas yang

diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar satu satuan suhu untuk tiap satuan

massa adalah berlainan! "engan kata lain suatu gas mempunyai

berma$am-ma$am kapasitas panas! Tetapi hanya dua ma$am yang mempunyai arti

praktis yaitu 2

5 +apasitas panas pada 8olume konstan!

5 +apasitas panas pada tekanan konstan!

+apasitas panas gas ideal pada tekanan konstan selalu lebih besar dari pada

kapasitas panas gas ideal pada 8olume konstan, dan selisihnya sebesar konstanta

gas umum yaitu 2 3 D,1F 4?mol )+!


12/13

dilakukan oleh sistem sama dengan perubahan energi dalam sistem”.

"engan demikian, hukum pertama termodinamika menyatakan bah6a

sejumlah kalor (Q) yang diterima dan usaha (W) yang dilakukan terhadap

suatu gas dapat digunakan untuk menambah energi dalam.

(! Proses dalamtermodinamika, meliputi isobarik 9tekanan konstan:,

isokhorik 98olume konstan:, isotermik 9suhu konstan:, dan adiabatik

9tanpa panas:! +eempat proses ini memiliki aplikasi masing-masing dalam

kehidupan sehari-hari, proses ini merupakan salah satu penerapan

termodinamika yang dapat dilihat se$ara jelas!

. S%'%+

"engan adanya makalah ini, penulis berharap makalah ini dapat dijadikan

sebagai bahan re&erensi dalam memahami dunia &isika khususnya mengenai

termodinamika! Makalah ini juga dapat dijadikan sebagai bahan ajar dalam

memberikan pengajaran kepada murid-murid %nda! "an mudah-mudahan dapat

berman&aat dalam kehidupan %nda!

DAFTAR PUSTAKA

Young, Hugh " dan oger %! reedman! ())(! “ #isika ni$ersitas%edisi

kesepuluh%&ilid '. &akarta Erlangga.

http2??id!6ikipedia!org?6iki?'iklusGtermodinamika

http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_termodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_termodinamika


13/13

http2??id!6ikipedia!org?6iki?Termodinamika

http2??proses!termodinamika!

http2??id!6ikipedia!org?6iki?HukumGpertamaGtermodinamika

http2??id!6ikipedia!org?6iki?kapasitas kalor gas
http://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamikahttp://proses.termodinamika/http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_pertama_termodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/kapasitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamikahttp://proses.termodinamika/http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_pertama_termodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/kapasitas

Makalah Hukum 1 Termodinamika

Documents

Transcript of Makalah Hukum 1 Termodinamika