KONSEP DASAR THERMODINAMIKA Kuliah 2 Sistem thermodinamika Bagian dari semesta (alam) di dalam suatu batasan/lingkup tertentu. Batasan ini dapat berupa: Padat, cair dan gas. Karakteristik makroskopis : suhu, tekanan Sistem dan lingkungannya 1
ഽ 3/4/2015 SISTEM TERMODINAMIKA Sekeliling/Sorounding SISTEM Keseluruhan/Semesta dinding Jenis sistem M & E M E Sistem terisolasi Sistem terbuka Sistem tertutup (volume atur) (massa atur) 2
Tugas 1 Contoh sistem terisolasi, sistem tertutup dan terbuka Penilaian : Narasi 50 Gambar 25 Pembahasan 15 Kerapian (cover, pustaka, tidak banyak salah ketik ) 10 Maks 3 Lembar isi Setiap 2 orang Volume Atur Melibatkan massa keluar masuk sistem Contoh pemanas air, radiator mobil, turbin dan kompresor Batas volume atur disebut permukaan atur yang merupakan batas riil atau imajiner 3
Kondisi steady state Tidak berubah terhadap waktu Kondisi tetap Contoh bahan di dalam refrigerasi Bahan dalam radiator Prinsip konservasi massa 4
Kecepatan aliran massa kg/dt m 3 /dt Konservasi energi Energi yang masuk= energi keluar 5
DASAR TEORI TERMODINAMIKA 11 1. Semua benda mempunyai energi dan energi tersebut tidak bisa diciptakan dan dimusnahkan 2. Terdapat kecenderungan bahwa energi akan mengarah pada keadaan seimbang 3. Suatu keadaan seimbang dapat diuraikan oleh karakteristik yang dapat diamati Dimensi dan Satuan Dimensi utama : panjang, massa, waktu Dimensi kedua : kecepatan, luas, gaya Satuan dasar : satuan SI dan satuan Inggris Sistem SI (Sytème Inernational d Unités) panjang : m massa : kg waktu : detik Gaya : Newton F = ma 1 N = (1 kg)(1 m/s 2 ) = 1 kg.m/s 2 6
Sifat Ekstensif dan Intensif Sifat Ekstensif : Merupakan penjumlahan, dipengaruhi sistem dan berubah menurut waktu : Massa Volume Energi Sifat Intensif : Tidak dapat dijumlahkan, tidak dipengaruhi ukuran sistem : Volume spesifik Tekanan Temperatur 7
Sifat terukur dlm thermodinamika Volume spesifik υ = V/m m 3 /kg atau cm 3 /g = 1/ρ Basis molar n = m/m υ = M υ M = kg/kmol Tekanan p= F/A Satuan 1 pascal = 1N/m 2 Satuan turunan 1 kpa = 10 3 N/m 2 1 bar = 10 5 N/m 2 1 MPa = 10 6 N/m 2 Tekanan absolut 1 atm = 1.01325 x 10 5 N/m 2 p (gauge) = p(absolut) p atm (absolut) p (vakum) = p atm (absolut) p (absolut) 8
Temperatur Setelah sekian lama tidak ada lagi perubahan pada masing-masing benda terjadi keseimbangan termal. Bila dua benda mengalami keseimbangan termal ketika kontak, maka dua benda tersebut memiliki temperatur yang sama. (Berlaku sebaliknya) bila dua buah benda memiliki suhu sama, maka ketika kontak akan terjadi keseimbangan termal. Hukum Thermodinamika 0 A B C Bila dua benda (misal A & B) secara terpisah masingmasing mengalami keseimbangan termal dengan benda ketiga (C), maka kedua benda tersebut juga dalam keseimbangan termal. Statemen Hukum Termodinamika ke-0 Merupakan prinsip dasar untuk pengukuran temperatur. Pelajari K, o C, o R, o F 9
Keseimbangan Termodinamika Terpenuhi apabila terjadi tiga keseimbangan sekaligus: Keseimbangan Termal : setelah semua suhu sama pada setiap titik. Keseimbangan Mekanik : setelah tidak ada lagi gerakan, ekspansi atau kontraksi Keseimbangan Kimia : setelah semua reaksi kimia berlangsung proses-proses isokhorik/isovolumik, isobarik dan isotermal proses reversibel proses irreversibe 10
Proses Isotermal Misalkan suatu gas ideal berada pada kontainer dengan piston yang bebas bergerak Saat awal keadaan sistem (gas) pada titik A Ketika Q diberikan pada sistem terjadi ekspansi ke B Temperatur (T) dan massa gas (m) konstan selama proses 3 U= 2 n R T = 0 Hk. Termodinamika ke-1: U = Q W = 0 W = Q Proses Adiabatik Selama proses tidak terjadi transfer panas yang masuk atau keluar sistem Proses adiabatik terjadi pada sistem terisolasi atau dapat terjadi pada sistem yang mempunyai proses yang sangat cepat Q = 0 Hk. ke-1: U = Q W = 0 U U = - W 11
3/4/2015 Proses Adiabatik Perbedaan Diagram PV untuk gas Ideal antara proses adiabtik ( 1 2 ) dan isotermal Contoh Proses adiabatik Piston motor Proses Isobarik Selama proses tidak terjadi perubahan tekanan pada sistem Pada umumnya terjadi pada sistem yang mempunyai kontak langsung dengan tekanan atmosfer bumi yang dianggap konstan (misal: reaksi biokimia) 12
Proses Isokhorik Selama proses volume sistem tidak mengalami perubahan Disebut juga proses: volume konstan, isometrik, isovolumik Proses ini terjadi pada sistem yang mempunyai volume (wadah) yang kuat, tertutup dan tidak dapat berubah V = 0, jadi W = 0 Hk. ke-1: U = Q W = 0 U U = Q kerja 13
Home work for next week with reward of 10 for assignment 14
15