3/4/2015
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
3/4/2015
SISTEM TERMODINAMIKA Sekeliling/Sorounding
SISTEM dinding Keseluruhan/Semesta
ഽ
Jenis sistem
M&E
Sistem terisolasi
M
Sistem terbuka (volume atur)
E
Sistem tertutup (massa atur)
2
3/4/2015
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
3/4/2015
Kondisi steady state
Tidak berubah terhadap waktu Kondisi tetap Contoh bahan di dalam refrigerasi Bahan dalam radiator
Prinsip konservasi massa
4
3/4/2015
Kecepatan aliran massa
kg/dt m3/dt
Konservasi energi
Energi yang masuk= energi keluar
5
3/4/2015
DASAR TEORI TERMODINAMIKA 11
1.
2.
3.
Semua benda mempunyai energi dan energi tersebut tidak bisa diciptakan dan dimusnahkan Terdapat kecenderungan bahwa energi akan mengarah pada keadaan seimbang 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/s2) = 1 kg.m/s2
6
3/4/2015
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
3/4/2015
Sifat terukur dlm thermodinamika
Volume spesifik υ = V/m m3/kg atau cm3/g = 1/ρ Basis molar n = m/M M = kg/kmol υ=Mυ
Tekanan p= F/A Satuan 1 pascal = 1N/m2 Satuan turunan 1 kPa = 103 N/m2 1 bar = 105 N/m2 1 MPa = 106 N/m2 Tekanan absolut 1 atm = 1.01325 x 105 N/m2 p (gauge) = p(absolut) – p atm(absolut) p (vakum) = p atm (absolut) – p (absolut)
8
3/4/2015
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, oC, oR, oF
9
3/4/2015
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
3/4/2015
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
∆U = 32 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 = - 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
3/4/2015
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 = Q
kerja
13
3/4/2015
Home work for next week with reward of 10 for assignment
14
3/4/2015
15
