Termodinamika

Untuk Fisika SMA

Oleh Ahmad Rampiki

Tentang Termodinamika

Termodinamika merupakan salah satu cabang fisika yang membahas mengenai perubahan energi panas menjadi bentuk energi lain.

CIRI USAHA PADA SISTEM GAS

USAHA PADA PROSES ISOBARIK (TEKANAN TETAP)

Usaha pada proses` isobarik (tekanan tetap)`

Suatu gas berada dalam suatu wadah bervolume 3 liter pada suhu 27^oC dipanaskan pada tekanan tetap 1 x 10⁵ Pa hingga suhunya menjadi 227^oC. Tentukan besar usaha dilakukan gas tersebut!

Contoh Soal

Proses isotermik (suhu tetap)

USAHA PADA PROSES ISOTERMIK (SUHU TETAP)

2 mol gas ideal dalam suatu wadah bersuhu 27^oC. Awalnya, Volume gas 2 liter pada tekanan 800 Kpa, lalu Volume gas mengembang sehingga tekanannya turun menjadi 100 Kpa sedangkan suhunya tetap. Jika R = 8.3 J.mol^-1.K^-1 dan (ln 2 = 0.693). Berapakah besar usaha yang dilakukan gas tersebut …

Contoh Soal

Usaha Gas Pada Proses Isokhorik

Botol Kosong

Booom!!!

USAHA PADA PROSES ISOKHORIK (VOLUME TETAP)

Usaha Gas Pada Proses Adiabatik

USAHA PADA PROSES ADIABATIK (TIDAK ADA KALOR YANG KELUAR/MASUK)

Contoh Soal

Menentukan Usaha Proses dan Siklus Termodinamika Melalui Grafik (P-V)

Usaha 1 Proses = W_AB atau W_BC atau W_CD atau W_DA

• W_AB = 0 (isokhorik)
• W_BC = luas A’BCD’ (sistem mengembang)
• W_CD = 0 (isokhorik)
• W_DA = - luas A’ADD’ (sistem memampat)

Usaha 1 Siklus W_AA

WAA= W_AB + W_BC + W_CD + W_DA = - luas bangun ABCD

luas siklus bernilai positif (+) jika, siklus searah putaran jarum jam, serta bernilai negatif (-) jika siklus berlawanan jarum jam

Usaha (W) n siklus = n × W_{_1siklus}

Suatu mesin silinder melakukan siklus termodinamika sebagaimana grafik di samping. Tentukan:

1. Usaha pada proses AB
2. Usaha pada proses BC
3. Usaha pada proses CA

Contoh Soal

Suatu mesin silinder melakukan siklus termodinamika sebagaimana grafik di samping. Tentukan:

1. Usaha satu siklus(ABCA)
2. Usaha 10 kali siklus

Contoh Soal

Hk. I termodinamika merupakan konsekuensi hukum kekekalan energi pada suatu sistem gas.

Hukum I Termodinamika Pada Empat Proses Termodinamka

Pada Proses Isokhorik (Volume (V) tetap)

Pada Proses Isobarik (Tekanan (P) tetap)

Pada Proses Adiabatik (kalor (Q = 0) nol)

Pada Proses Isotermik (Suhu (T) tetap)

Suatu gas berada dalam suatu wadah bervolume 3 liter pada suhu 27^oC dipanaskan pada tekanan tetap 1 x 10⁵ Pa hingga suhunya menjadi 227^oC. jika panas yang diserap sistem gas adalah 3200 J, maka berapakah besar perubahan energi dalam pada sistem gas tersebut?

Contoh Soal

2 mol gas ideal dalam suatu wadah bersuhu 27^oC. Awalnya, volume gas 2 liter pada tekanan 800 Kpa, lalu volume gas mengembang sehingga tekanannya turun menjadi 100 Kpa sedangkan suhunya tetap. Jika R = 8.3 J.mol^-1.K^-1 dan (ln 2 = 0.693). Tentukan besar kalor yang diserap gas tersebut!

Contoh Soal

Contoh Soal

0,2 mol gas monoatomik di dalam mesin silinder mengalami siklus termodinamika sebagaimana grafik di samping. Jika terdaaTentukan:

1. Usaha pada proses CA
2. Perubahan energi dalam pada proses CA.

Contoh Soal

Hukum II Termodinamika

• “Tidakmungkin menghasilkan mesin kalor yang tingkat efisiensinya 100%”.(azas dasar mesin kalor)
• “kalor secara alami mengalir dari benda suhu tinggi ke suhu rendah, jika sebaliknya diperlukan usaha dari luar”.(azas dasar mesin pendingin)

Mesin Kalor/Mesin Carnot

Mesin Kalor/Mesin Carnot

Hubungan Energi

“Tidakmungkin menghasilkan mesin kalor yang tingkat efisiensinya 100%”.

(azas dasar mesin kalor)

Suatu mesin carnot melalukan siklus ABCDA sebagaimana grafik di samping! Mesin carnot bekerja pada suhu tinggi 227^oC dengan menyerap kalor sebanyak 500 Kal dan melepasnya sebanyak 300 Kal. Tentukan :

1. Besar usaha yang dilakukan mesin tiap siklusnya.
2. Besar efisiensi mesin
3. Besar suhu rendahnya�

Contoh Soal

Mesin Pendingin

Hubungan Energi

“kalor secara alami mengalir dari benda suhu tinggi ke suhu rendah, jika sebaliknya diperlukan usaha dari luar”.(azas dasar mesin pendingin)

Gambar di samping adalah siklus energi setiap detik pada suatu mesin pendingin. Jika diketahui kalor yang diserap setiap detik adalah 200 Joule dan mesin melakukan usaha sebesar 300 Joule setiap detiknya, maka tentukan:

1. Kalor yang dilepas mesin
2. Koefisien Performa mesin tersebut!

Contoh Soal