Makalah Thermodinamika (Isokhorik, Isothermal, Isobarik, Adiabatik)

7/21/2019 Makalah Thermodinamika (Isokhorik, Isothermal, Isobarik, Adiabatik)

1/13

BAB I

Pendahuluan

1.1. Latar Belakang

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic =

'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan

proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di

mana banyak hubungan termodinamika berasal.

ada sistem di mana terjadi proses perubahan !ujud atau

pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan

kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). "arena

alasan ini, penggunaan istilah #termodinamika# biasanya merujuk pada

termodinamika setimbang. $engan hubungan ini, konsep utama dalam

termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses #super

pelan#. roses termodinamika bergantung%!aktu dipelajari dalam

termodinamika tak%setimbang. "arena termodinamika tidak berhubungan

dengan konsep !aktu, telah diusulkan bah!a termodinamika setimbang

seharusnya dinamakan termostatik.

&ukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum%

hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang

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

tidak tahu apa pun kecual perimbangan transfer energi dan !ujud di

antara mereka dan lingkungan. ontohnya termasuk perkiraan instein

tentang emisi spontan dalam abad ke%*+ dan riset sekarang ini tentang

termodinamika benda hitam.

1.2. Batasan Masalah

.-pa yang dimakasud dengan Thermodinamika

*. -pa maksud dari hukum thermodinamika

*. -pa yang dimaksud dengan isobaraik dan isohorik

1


2/13

1.3. Tujuan

. /engetahui proses dan pengaplikasian teori Thermodinamika

*. /empelajari proses isokhorik dan isobarik

1.4. Manfaat

/anfaat dari penyusunan makalah ini adalah :

. /empermudah pengenalan terhadap prinsip%prinsip

Thermodinamika

*. /emperjelas pengetahuan tentang proses sobarik dan sokhorik

1.5. Sistematika Penulisan

0istematika penulisan adalah sebagai berikut:

Ba I Pendahuluan

/embahas tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan,manfaat dan sistematika penulisan.

Ba II !asar Te"ri

/embahas tentang teori thermodinamika, dan hukum

Thermodinamika

Ba III Pemahasan

/engolah data dan membahas teori sobarik dan sokhorik

Ba I# $esim%ulan dan Saran

1ab ini memberikan kesimpulan dan saran dari tugas

/akalah ini.

2


3/13

BAB II

!asar Te"ri

2.1. $"nse% !asar Term"dinamika

Thermodinamika adalah pembagian dunia menjadi sistem dibatasi

oleh kenyataan atau ideal dari batasan. 0istem yang tidak termasuk dalam

pertimbangan digolongkan sebagai lingkungan. $an pembagian sistem

menjadi subsistem masih mungkin terjadi, atau membentuk beberapa

sistem menjadi sistem yang lebih besar. 1iasanya sistem dapat diberikankeadaan yang dirinci dengan jelas yang dapat diuraikan menjadi beberapa

parameter. $ari prinsip%prinsip dasar termodinamika secara umum bisa

diturunkan hubungan antara kuantitas misalnya, koefisien ekspansi,

kompresibilitas, panas jenis, transformasi panas dan koefisien elektrik,

terutama sifat%sifat yang dipengaruhi temperatur.

"alor dan kerja adalah dua konsep penting dalam termodinamika.

2leh karena itu pengertian tentang kedua konsep ini harus dipahami

dengan baik. "alor, 3, didefinisikan sebagai energi yang dipindahkan

melalui batas%batas sistem sebagai akibat langsung dan perbedaan

temperatur antara sistem dan lingkungannya. /enurut perjanjian, 3

dihitung positip bila kalor masuk sistem dan negatip bila kalor ke luar dan

sistem. "erja, !, adalah energi yang bukan kalor, yang dipertukarkan

antara sistem dan lingkungannya dalam suatu perubahan keadaan.

/enurut perjanjian, ! dihitung positip, bila lingkungan melakukan kerja

terhadap sistem (misalnya pada proses pemampatan gas), dan negatip

bila sistem melakukan kerja terhadap lingkungan (misalnya bila gas

memuai terhadap tekanan atmosfir).

2.2. Sistem Term"dinamika

0istem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang

diperhitungkan. 0ebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan

sistem dengan jagat raya, yang disebut lingkungan. "lasifikasi sistem

termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem%lingkungan dan

perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan. -da

tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem

dan lingkungan:

3


4/13

sistem terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan

lingkungan. ontoh dari sistem terisolasi adalah !adah terisolasi, seperti

tabung gas terisolasi.

sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak

terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. 4umah hijau adalah contoh

dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi

pertukaran kerja dengan lingkungan. -pakah suatu sistem terjadi

pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkanh

sebagai sifat pembatasnya:

embatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.

pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja. sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan

benda dengan lingkungannya. 0ebuah pembatas memperbolehkan

pertukaran benda disebut permeabel. 0amudra merupakan contoh

dari sistem terbuka.

$alam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari

lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun

hanya penerimaan sedikit penarikan gra5itasi. $alam analisis sistem

terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar

dari sistem.

2.3. $eadaan Therm"dinamika

"etika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang

ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau keadaan sistem). 6ntuk

keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan.

roperti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem itu membentuk

keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. 1agian selanjutnyadalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan

fungsi keadaan.

7umlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk

menjelaskan keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh &ukum fase

8ibbs. 1iasanya seseorang berhadapan dengan properti sistem yang

lebih besar, dari jumlah minimal tersebut. engembangan hubungan

antara properti dari keadaan yang berlainan dimungkinkan. ersamaan

keadaan adalah contoh dari hubungan tersebut

4


5/13

2.4. &ukum' &ukum !asar Therm"dinamika

Terdapat empat &ukum $asar yang berlaku di dalam sistem

termodinamika, yaitu:

. &ukum -!al (9eroth a!) Termodinamika

&ukum ini menyatakan bah!a dua sistem dalam keadaan

setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling

setimbang satu dengan lainnya.

*. &ukum ertama Termodinamika

&ukum ini terkait dengan kekekalan energi. &ukum ini

menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem

termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor

yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap

sistem.

;. &ukum kedua Termodinamika

&ukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Tidak

ada bunyi untuk hukum kedua termodinamika yang ada hanyalah

pernyataan kenyataan eksperimental yang dikeluarkan oleh kel5in%

plank dan clausius. ernyataan clausius: tidak mungkin suatu

sistem apapun bekerja sedemikian rupa sehingga hasil satu%

satunya adalah perpindahan energi sebagai panas dari sistem

dengan temperatur tertentu ke sistem dengan temperatur yang

lebih tinggi.


6/13

Pemahasan

3.1. Pr"ses'Pr"ses Therm"dinamika

$alam proses Thermodinamika, terdapat beberapa proses yaitu:

. roses sotermik

roses isotermal adalah suatu proses perubahan keadaan

gas pada suhu tetap. /enurut hukum 1oyle proses isotermal dapat

dinyatakan dengan persamaan :

p = konstan atau p = p**

$alam: proses ini , tekanan dan 5olume sistem berubah sehingga

persamaan >= p ? tidak dapat langsung digunakan.

*. roses sokhorik

roses isokhorik adalah suatu proses perubahan keadaan

gas pada 5olume tetap. /enurut hukum 8ay%ussac proses

isokhorik dapat dinyatakan dengan persamaan :

p@T = konstan atau pT =p*T*

grafiknya berupa garis lurus 5ertikal karena 5olumenya tidak

berubah.tidak ad usaha yang dilakukan pada pada proses

isokhorik. 2eh karena itu perubahan 5olume dalam proses

isokhorik ? = + maka usahanya > = +

;. roses sobarik

proses isobarik adalah suatu proses perubahan keadaangas pada tekanan tetap. /enurut hukum harles persamaan

keadaan gas pada proses isobarik dinyatakan dengan persamaan:

@T =konstan atau @T = *@T*


7/13

pA = konstan atau pA =p**A

3.2. (saha %r"ses Is"kh"rik dan Is"arik

6saha%usaha iskhorik dan isobarik dapat diuraikan sebagai berikut:

3.2.1. %r"ses Is"kh"rik

roses isokhorik adalah suatu proses perubahan keadaan

gas pada 5olume tetap.

8ambar ;.. proses isokhorik

/enurut &ukum 8ay%ussac proses isokhorik pada gas dapat

dinyatakan dengan persamaan :

p@T = konstan

atau

p@T = p*@T*

2leh karena perubahan 5olume dalam proses isokhorik B = +

maka usahanya > = +.

3.2.2. Pr"ses Is"arik

roses isobarik adalah suatu proses perubahan keadaan

gas pada tekanan tetap.

7


8/13

8ambar ;.*. roses isobarik

/enurut &ukum harles, persamaan keadaan gas pada proses

isobarik dinyatakan dengan persamaan :

@T = konstan

-tau

@T = *@T*

2leh karena 5olume sistem berubah, sedangkan tekanannya tetap,

usaha yang dilakukan oleh sistem dinyatakan dengan persamaan:

> = pB = p (* C )

ontoh 0oal :

0uatu gas yang 5olumenya ,* liter perlahan%lahan

dipanaskan pada tekanan tetap ,D E +D F@m* hingga 5olumenya

menjadi * liter. 1erapakah usaha yang dilakukan gas

$iketahui: = ,* , * = * , p = ,D E +D F@m*.

liter = dm; = +C; m;

6saha yang dilakukan gas pada tekanan tetap (isobarik) adalah:

> = p (* C ) = (,D E +D F@m*) (* C ,*) E +C; m; = *+ joule

ontoh 0oal *:

8


9/13

0uatu gas ideal mengalami proses siklus seperti grafik p C

berikut.

Tentukanlah :

a. usaha gas dari - ke 1,

b. usaha gas dari 1 ke ,

c. usaha gas dari ke -, dan

d. usaha netto gas dalam satu siklus.

$iketahui :

p- = p1 = ; E +D a,

p = E +D a,

- = * ,

1 = = G .

7a!ab :

a. roses - ke 1 adalah proses isobarik. 6saha dari - ke 1 dapatdihitung dengan persamaan.

>-1 = p(1 C -)

>-1 = ; E +D a (G C *) E +C; m; = .*++ joule

b. roses 1 ke adalah proses isokhorik. 2leh karena = 1,

usaha yang dilakukan gas >1 = +

9


10/13

c. roses dari ke - adalah isotermal. 2leh karena p: =

p-:-, usaha dari ke - adalah :

>- = n4T ln (-@) = p ln (-@) = p-- ln

(-@) (ingat: p = n4T)

>- = ( E +D F@m*)(G E +C; m;)ln ;@G = C siklus = >-1 I >1 I >- = .*++ joule I + I (C = pB = +. $engan

demikian, persamaan &ukum ertama Termodinamika untuk

proses ini dituliskan sebagai:

K = B6 I > = B6 I +

K = B6 = 6* % 6

7ika persamaan energi dalam untuk gas ideal monoatomik

disubstitusikan ke dalam ersamaan diatas , didapatkan

perumusan &ukum ertama Termodinamika pada proses isokhorik

sebagai berikut:

K = B6 = ;@* n4 BT

atau

K = 6* % 6 = ;@* n4 (T* LT)

10


11/13

3.3.2. Pr"ses Is"arik

7ika gas mengalami proses isobarik, perubahan yang terjadi

pada gas berada dalam keadaan tekanan tetap. 6saha yang

dilakukan gas dalam proses ini memenuhi persamaan > = B =

p(* C ). $engan demikian, persamaan &ukum ertama

Termodinamika untuk proses isobarik dapat dituliskan sebagai

berikut:

K = B6 I >

K = B6 I p(* C )

6ntuk gas ideal monoatomik, ersamaan di atas dapat dituliskan

sebagai :

K = ;@* n4 (T* LT) I p (* C )

BAB I#

$esim%ulan !an Saran

11


12/13

4.1. $esim%ulan

. Termodinamika adalah ilmu yang mengatur perubahan energidari satu bentuk ke bentuk lainnya, pemanfaatan energi dalam

bentuk kalor dan usaha.

*. istem termodinamika ada ;:

. sistem termodinamika terbuka

*. sistem termodinamika tertutup

;.sistem termodinamika isolasi

;. rogram perhitungan termodinamika ini membahas tentang

pemakaian barometer, manometer, kon5ersi temperatur dan

perhitungan daya kompresor. 7adi program ini penggunaannya

terbatas.

4.2. Saran

enulis sangat mengharapkan kritikan yang membangun

dari para pembaca baik berupa saran dan teori tentang /akalah

termodinamika ini.

!A*TA+ P(STA$A

. http:@@herirustamaji.!ordpress.com@*+*@+D@+D@konsep%dasar%

termodinamika@

12
http://herirustamaji.wordpress.com/2012/05/05/konsep-dasar-termodinamika/http://herirustamaji.wordpress.com/2012/05/05/konsep-dasar-termodinamika/http://herirustamaji.wordpress.com/2012/05/05/konsep-dasar-termodinamika/http://herirustamaji.wordpress.com/2012/05/05/konsep-dasar-termodinamika/


13/13

*. http:@@fisikai!an.blogspot.com@*+;@@fisika%terapan%teori%panas%

dan%hukum.html

;. http:@@smakita.net@usaha%dan%proses%dalam%termodinamika@

13
http://fisikaiwan.blogspot.com/2013/11/fisika-terapan-teori-panas-dan-hukum.htmlhttp://fisikaiwan.blogspot.com/2013/11/fisika-terapan-teori-panas-dan-hukum.htmlhttp://smakita.net/usaha-dan-proses-dalam-termodinamika/http://fisikaiwan.blogspot.com/2013/11/fisika-terapan-teori-panas-dan-hukum.htmlhttp://fisikaiwan.blogspot.com/2013/11/fisika-terapan-teori-panas-dan-hukum.htmlhttp://smakita.net/usaha-dan-proses-dalam-termodinamika/

Makalah Thermodinamika (Isokhorik, Isothermal, Isobarik, Adiabatik)

Documents

Transcript of Makalah Thermodinamika (Isokhorik, Isothermal, Isobarik, Adiabatik)