b) Sebaliknya : interaksi kalor antara sistem dan lingkungan yang harus berlangsung kuasistatik dan disertai kenaikan suhu,

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "b) Sebaliknya : interaksi kalor antara sistem dan lingkungan yang harus berlangsung kuasistatik dan disertai kenaikan suhu,"

Siska Santoso
7 tahun lalu
Tontonan:

1 I. KALOR DAN HKM KE Kalor Dketahu ua sstem paa suhu berbea. Apabla kontakkan satu engan yang lan melalu nng atermk, ketahu bahwa suhu keua sstem akan berubah seemkan rupa sehngga akhrnya menja sama. Gambar Aa sesuatu yang berpnah ar sstem yang lebh panas ke sstem yang lebh ngn, yang menyebabkan pemerataan suhu terrsebut. Dens Besaran yang berpnah paa kontak termal antara ua sstem berlanan suhu, sebut kalor (Lambang Q) Dar percobaan-percobaan (Rumor, Joule, Mayer ll) kemuan ketahu bahwa kalor tak lan aalah energ, sepert halnya usaha. Maka bersatuan Joule. Dahulu kalor ber satuan kalor engan nla 1 kal 4, J. 1. erpnahan kalor Dalam bab 4 telah terangkan bahwa sstem apat bernteraks engan lngkungannya melaluusaha an/atau pertukaran kalor. elah terangkan pula bagamana proses mengaakan usaha luar apat berjalan secara kuastatk. Sekarang : Bagamanakah membayangkan pertukaran kalor secara kuasstatk? Sebelum pertanyaan n jawab perlu tekankan bahwa nteraks termal apat serta kenakan suhu, namun apat juga berlangsung paa suhu tetap (Isotermal). Agar pertukaran kalor apat berlangsung secara kuasstatk perlukan reservoar kalor (RK) Dens Reservoar kalor aalah sstem yang seemkan sehngga (besarnya) sehngga suhunya maupun koornat lannya tak berubah meskpun sstem menerma atau melepaskan sejumlah kalor. Contoh : Samuera, atmoser, lngkungan an bena-bena lan berukuran besar banng ukuran sstem. a) enyerapan kalor/oleh sstem tanpa serta tanpa serta kenakan suhu apat berlangsung antara sstem an 1 RK saja, asal tak menyebabkan gejolak-gejolak alam sstem. b) Sebalknya : nteraks kalor antara sstem an lngkungan yang harus berlangsung kuasstatk an serta kenakan suhu,

2 memerlukan terseanya tak berhngga banyaknya RK yang masng-masng berbea suhu sekt. Sstem harus kontakkan secara termal engan ke-n RK secara berturut-turut. 1.3 erumusan hukum ke-1 Kerja aabatk (Wa) an energ alam () roses aabatk berart proses yang berlangsung tanpa aanya pertukaran kalor antara sstem an lngkungannya. In tercapa engan mengsolaskan sstem ar lngkungannya (selubung engan nng aabatk) Dbawah n tunjukkan tga cara mana kta apat melakukan usaha paa sstem secara aabatk (an kuasstatk). Cara-cara mengaakan usaha aabatk tak terbatas paa ketga contoh atas : aa banyak cara lag. Namun semua ekspermen yang pernah lakukan hngga kn menunjukkan : Kalau keaaan sstem ubah ar keaaan menja keaaan engan melakukan usaha paanya, maka usaha yang perlukan ternyata tak bergantung paa cara yang gunakan, selama cara tersebut aabtk kuasstatk. saha emkan hanya tentukan oleh keaaan akhr an keaaan awal. Dengan kata lan : Wa ak bergantung paa jalan ntegras yang tempuh, ja selalu member hasl yang sama. Secara matematk n berart : aanya suatu besaran ss yang merupakan ungs ar koornat sstem. Fugs n sebut ungs keaaan, an W a aalah sama engan perubahan besaran ss tersebut. Fungs keaaan n ber nama : energ alam sstem berlambang. apatlah kta tuls : Wa ( ) Atau Wa 0 embcaraan - ana alam rumus atas aalah sesua konvens tana yang berlaku untuk W (bab I), sebab : Apabla Wa post (Artnya : sahay lakukan paa sstem), maka energ alam nak. Seyogyanyalah emkan karena kanungan energ sstem memang bertambah. - Rumus (5.1) aalah perumusan hukum ke-1 yntuk proses-proses aabtk. Catatan : Apa sebenarnya energ alam tu?

3 Energ alam sstem tak lan alaah jumlah energ yang mlk partkel-partkel sstem. Kalau ε aalah energ yang mlk partkel sstem, maka energ alam seluruh sstem aalah : N 1 ε, engan N aalah jumlah partkel alam sstem. ε apat terr atas energ knetk, energ rotas, vbras, magnetk ll. Sepert telah katakan atas energ alam aalah ungs keaaan, ja apat lhat sebaga ungs ua varabel (atau koornat) sstem, yang mana saja. Msalnya, untuk sstem hrostatk, apatlah : 1 (,), hngga 1 atau (,), hngga 3 (,), hngga 3 Ketga n bersat eksak, maka an 0 erumusan hukum ke-1 secara umum aa asarnya perubahan energ alam sstem apat ukur menurut rumus (5-1) atas, yakn engan mengukur saha yang lakukan secara aabatk. etap alam praktek taklah emkan caranya. ukur paa proses nonaabatk. Sstem ber kesempatan bernteraks termal engan lngkungannya. Jelaslah bahwa untuk mencapa yang sama, perlukan jumlah usaha yang berbea. Wnon a Wa Maka : Wnon a 0 Dengan berkr sejenak, maka ruas kanan taklah lan arpaa kalor yang terlbat alam proses non-aabatk tersebut, maka peroleh persamaan Wn.a Q embcaraan : - Konvens tana untuk Q mengkut konvens tana untuk W. kalau sstem ber/menyerap kalor, sebagan energ n apat gunakan untuk menakkan energ alam sstem ( post), an ssanya untuk melakukan usaha luar (W negat). Maka ar rumus (5.3) peroleh Q post. Ja Q htung postp kalau sstem menyerap kalor - Rumus (5.3) aalah perumusan hukum ke-1 secara umum. Kalau perhatkan benar, maka a aalah suatu pernyataan kekealnya energ alam suatu proses termonamka. Karena merupakan hukum kekekalan energ, maka a harus berlakuk untuk proses apa saja; kuasstatk maupun non-kuasstatk, sotermal,m sobark an sebaganya.

4 Aapun bentuk erensalnya aalah : Q W - Rumus untuk proses kuasstatk, W -, maka Q Dar bentuk (5-4) apat lhat bahwa Q aalah suatu erensal yang tak eksak; ja tak menggambarkan perubahan nnt suatu ungs Q (sebaga ungs koornat), melankan Q tak lan alaah kalor alam jumlah yang sangat kecl. - Rumumus (5-1), (5-3), (5-4) an (5-5) aalah berbaga perumusan hukum ke-1 untuk sstem hrostatk. ntuk krstal paramagnetk hukum ke-1 aalah : Q - B r.m r 1.4 Kapastas kalor Apabla suatu sstem menyerap kalor an karenanya mengalam kenakan suhu, katakan bahwa sstem tersebut memlk kapastas kalor, lambang C. Dens Kalor yang serap Q 1 ( ) ( JK ) C sstem Kenakan suhu yang tmbul Q Q C( Sstem) L Im 0 C 1 1 C 1 1 c( Spesk) ( JK )( kg ) an C( molar) ( JK mol ) M n ntuk suatu sstem hrostatk sepert gas kenal ua macam kapastas kalor, yakn (Kapasstas kalor paa tetap) an Cp (Kapastas kalor paa tetap) keua kapastas kalor merupakan ungs ar koornat, namun alam soal serng anggap tetapan. Hubungan antara keua kapastas kalor terungkap sebaga berkut : Q aalah hukum ke-1 untuk proses kuasstatk nnt. Apabla kanan-kr bag peroleh : Q ; Apabla perubahan suh n berlangsung paa tetap (erhatkan bahwa n berart berlangsungnya suatu proses) Q 0, maka peroleh ; Q (, ) Nyata ar ungkapan n bahwa aalah ungs ar an. ngkapan untuk Cp peroleh sebaga berkut : Anggaplah (,) skan ke alam hukum ke-1, maka peroleh :

5 Q ; bag kanan kr engan, maka Q. Kalau pemanasan berlangsung paa tekanan tetap, maka Q, tetap ruas kr Cp, maka Cp, yang mana umumnya merupakan ungs ar an. atau ( ) Cp (Rumus n pentng). Contoh Dar suatu sstem ketahu ab/ C an b. Car Jawab Karena keua erensal parsal yang berpasangan ketahu, maka ungsnya apat tentukan asal syarat Euler penuh (Memang penuh sn). ( ) 1 b b b C b a b Kesmpulan : C a C a maka 3 C a b

dokumen-dokumen yang mirip

2.1 Sistem Makroskopik dan Sistem Mikroskopik Fisika statistik berangkat dari pengamatan sebuah sistem mikroskopik, yakni sistem yang sangat kecil

2.1 Sistem Makroskopik dan Sistem Mikroskopik Fisika statistik berangkat dari pengamatan sebuah sistem mikroskopik, yakni sistem yang sangat kecil .1 Sstem Makroskopk dan Sstem Mkroskopk Fska statstk berangkat dar pengamatan sebuah sstem mkroskopk, yakn sstem yang sangat kecl (ukurannya sangat kecl ukuran Angstrom, tdak dapat dukur secara langsung)