Termodinamika : Pengertian - Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata
BAB
TERMODINAMIKA
Termodinamika merupakan salah
satu cabang ilmu fisika yang memusatkan perhatian pada energi terutama pada
energi panas dan transformasinya.
Ø Usaha Luar (W)
a) Pada tekanan tetap (Isobarik)
Rumus :
W
= P ∆V
W
= P ( V2 – V1 )
Keterangan
:
W
= + → jika gas memuai ( V2
> V1 )
W
=
Keterangan :
W =
Usaha yang dilakukan oleh system (gas) → joule
P =
Tekanan gas → konstan/tetap (Pa)
V1 =
Volume mula-mula gas (m3)
V2 = Volume akhir gas (m3)
Contoh Soal
1. 0,5 liter gas dipanaskan pada tekanan tetap 1,5 atm sehingga volumenya mengembang
menjadi 0,9 liter. Tentukan besar usaha yang
dilakukan gas!
- Mencari nilai Usaha Luar dari Grafik
2. Tentukan usaha yang dilakukan gas dari titik A
ke titik B
3. tentukan usaha oleh gas 1 siklus dari gambar di bawah ini
4. tentukan usaha oleh gas 1 siklus dari gambar di bawah ini
b) W pada
Volume tetap (Proses isokhorik)
Usaha W adalah nol pada volume tetap
C) W pada
suhu tetap (Proses isotermal)
Keterangan :
W = Usaha luar (joule)
n =
Jumlah mol gas (mol)
n = m / Mr
m = Massa gas (gr)
Mr = Berat molekul
R = 8,135 j/mol֯֯ºK
T = Suhu gas (ºK)
V2 = Volume akhir gas (m3)
V1 = Volume mula-mula gas (m3)
ln 2 =
0,693
ln 3 =
1,099
Soal
1. dua mol gas karbon memuai secara isothermal
pada suhu 27ºC dari volume awal 0,025 m3 ke volume akhir 0,075 m3,
tentukan usaha yang dilakukan gas karbon.
2. dua mol gas ideal pada awalnya bersuhu 27ºC,
Volume V1 dan tekanan P1=8 atm, gas mengembang secara
isothermal ke volume V2 dan tekanan P2=4 atm. Hitunglah :
a) V1 : V2
b) Usaha luar
3. Lima mol gas ideal suhunya 27ºC memuai secara
isothermal dari 0,5 m3 menjadi 2 m3. Tentukan usaha yang
dilakukan oleh gas (ln 4 = 1,386)
d. W pada kalor tetap (proses adiabatik)
Q = tetap
P,V dan T = berubah
Soal
1. 8 mol gas ideal monoatomik mengalami proses
adiabatik yang bersuhu awal 127ºC dan suhu akhir 27ºC. Tentukan usaha yang
dilakukan oleh gas!
2. 6 mol gas ideal monoatomik mengalami proses
adiabatik. Jika suhu akhir gas 127ºC dan usaha yang dilakukan gas 2000 R.
Tentuksn suhu mula-mula gas!
Jumlah kalor yang diberikan kedalam system (Q)
digunakan untuk melakukan usaha (W) dan sisanya untuk menambah energi di
dalamnya.
Rumus :
Q = ∆U + W
Keterangan :
Q =
kalor yang diserap gas (j)
W =
Usaha luar gas (j)
∆U =
penambahan energi dalam gas (j)
Keterangan :
1. Q
positif (+) jika gas/mesin/orang menyerap kalor
2. Q negatif (-) jika gas/mesin/orang melepas
kalor
3. W positif (+) jika gas/mesin/orang melakukan
usaha/kerja
4. W positif (-) jika gas/mesin/orang dikenai
usaha/kerja
I.
Proses Isobarik (P=tetap)
Q = ∆U + W
II. Proses Isokhorik (V=tetap)
W = 0
∆U = Q – W
∆U = Q – 0
Maka :
∆U = Q
III. Proses Isotermal (T=tetap)
∆U = 0
∆U = Q – W
0 = Q – W
Maka :
Q = W
IV. Proses Adiabatik (Q=tetap)
Q = 0
∆U = Q – W
∆U = 0 – W
∆U = – W
maka
Soal
1. Suatu gas tertutup menyerap kalor 1,5 kJ. Jika
gas juga dikenai usaha sebesar 2,5 kJ, maka berpakah perubahan energi dalam gas
2. Seseorang pekerja berat melakukan kerja sebesar
1,8.105 J. jika orang tersebut diberi kalor sehingga energi
didalamnya bertambah 1,2.104 J. Tentukan besar kalor yang diberikan
3. Suatu system menyerap kalor 1200 joule dari
lingkungannya. Pada saat yang sama system melakukan usaha 1500 J pada
lingkungannya. Berapakah perubahan energi didalamnya?
4. Dua gas ideal mempunyai energi dalam mula-mula
sama besar pada masing-masing gas tersebut di alirkan panas sebesar 350 J. jika
gas pertama dilakukan kerja sebesar 400 J dan gas kedua melakukan kerja sebesar
200 J. Tentukan selisih perubahan energi dalam gas pertama dengan gas kedua!
Post a Comment for "Termodinamika : Pengertian - Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata"