Kalor dan Hukum Termodinamika

Transkripsi

1 Kalor dan Hukum Termodinamika 1

2 Sensor suhu dengan menggunakan tangan tidak akurat 2

3 A. SUHU / TEMPERATUR Suhu benda menunjukkan derajat panas suatu Benda. Suhu suatu benda juga merupakan berapa besarnya Tenaga kinetik translasi rata-rata pertikel benda tsb 3

4 Mengukur suhu Suhu merupakan suatu besaran skalar yang dipunyai oleh semua sistem termodinamik mempunyai watak peka terhadap perubahan suhu dinamakan watak / sifat termometrik Contoh sifat termometrik zat 1. volume benda ( termometer air raksa dan termometer alkohol ) 2. daya hantar listrik benda ( Termokopel ) 3. tekanan gas ( termometer gas volume tetap ) 4. panjang ( sensor suhu ) 4

5 Jika suhu standart (titik tripel ) dinamakan T 3 dan nilai sifat ternometrik yang bersangkutan dinamakan X 3, maka suhu empiris T jika nilai sifat termome triknya X dinyatakan dalam persamaan T X X T T 3 T 3 X 3 X 3 5

6 B. Hukum ke Nol Termodinamika The "zeroth law" states that if two systems are at the same time in thermal equilibrium with a third system, they are in thermal equilibrium with each other. If A and C are in thermal equilibrium with B, then A is in thermal 6 equilibrium with C

7 C. Tenaga Internal 7

8 8

9 D. Kalor ( Panas ) Kapasitas panas Bila kalor diserap oleh suatu sistem, perubahan suhu bisa terjadi dan bisa juga tidak tergantung pada prosesnya. Jika sistem mengalami perubahan suhu selama Berlangsungnya perpindahan kalor Q, maka kapasitas kalor rata-rata dari sistem itu didefinisikan sebagai Q dq C atau C T 2 T 1 dt 9

10 Panas jenis / Kalor Jenis The relationship does not apply if a phase change is encountered, because the heat added or removed during a phase change does not change the temperature. Pers di atas tidak berlaku saat sistem mengalami perubahan fase 10

11 Kapasitas Kalor/kapasitas Panas ( JK -1 ): Besarnya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 o C Kalor/Panas Jenis ( JKg -1 K -1 ): Besarnya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 o C setiap satuan massa 11

12 Mengapa suhu di air laut lebih dingin? 12

13 Ekspansi termal / Pemuaian termal 13

14 Pemuaian linier 14

15 Sambungan logam pada jembatan 15

16 16

17 Logam yang mudah memuai juga akan mudah menyusut Logam mana yang mempunyai koefisien muai lebih besar? 17

18 Pemuaian bidang A A (1 2 T 0 ) Pemuaian volume V V (1 T 0 ) 3 Koefisien muai volume 18

19 Rapat massa air dalam fase cair lebih besar dibandng fasa padat (es) 19

20 Kurva volume terhadap suhu untuk air Anomali 20

21 E. Hantaran kalor Konduksi proses hantaran panas melalui tumbukan molekul-molekul penyusun zat tanpa adanya gerakan zat secara keseluruhan 21

22 22

23 23

24 Konveksi proses hantaran panas melalui gerakan molekul-molekul penyusun zat 24

25 25

26 26

27 27

28 Radiasi the net radiation loss rate takes the form 28

29 29

30 Radiasi adalah pemindahan panas melalui pancaran gelombang elektromagnet yang membawa tenaga dari benda pemancar. Pada suhu normal, radiasi yang dipancarkan berada pada daerah infra merah pada spektrum GEM. Persamaan yang mengkaitkan besarnya radiasi dari benda yang bersuhu T dinyatakan dalam Stefan- Boltzmann law: 30

31 Cooling of the Human Body 31

32 Heating of the Human Body 32

33 Greenhouse Effect 33

34 34

35 35

36 Contributers to Greenhouse Effect 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 Fenomena penguapan / Evaporation Penguapan merupakan fenomena permukaan, beberapa molekul mempunyai tenaga kineti yang cukup melepaskan diri. Untuk menguap, massa air harus mengumpulkan panas penguapan, sehingga proses penguapan berpotensi merupakan mekanisme pendinginan. Kehilangan panas penguapan merupakan faktor utama dan kritis 43 pada cooling of the human body.

44 Titik didih / Boiling Point At the boiling point, saturated vapor pressure equals atmospheric pressure. Titik didih didef sbg suhu dimana tekanan uap jenuh cairan sama dengan tekanan atmosfir sekelilingnya. Untuk air, pada tekanan standar diatas permk air laut 760 mmhg pada suhu 100 C. Pada p > 760 mmhg Tdidih > 100 o C Pada p < 760 mmhg Tdidih < 100 o C 44

45 Evaporation vs Boiling 45

46 Electrolysis of Water By providing energy from a battery, water (H 2 O) can be dissociated into the diatomic molecules of hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ). This process is a good example of the the application of the four thermodynamic potentials. 46

47 The electrolysis of one mole of water produces a mole of hydrogen gas and a half-mole of oxygen gas in their normal diatomic forms. A detailed analysis of the process makes use of the thermodyamic potentials and the first law of thermodynamics. This process is presumed to be at 298K and one atmosphere pressure, and the relevant values are taken from a table of thermodynamic properties. 47

48 Quantity H 2 O H O 2 Change Enthalpy kj 0 0 ΔH = kj Entropy J/K J/K 0.5 x J/K TΔS = 48.7 kj 48

49 Energi elektrolisis air