Kecepatan efektif gas ideal

Presentasi berjudul: "Kecepatan efektif gas ideal"— Transcript presentasi:

1 Kecepatan efektif gas ideal
Dalam wadah tertutup terdapat N molekul gas bergerak ke segala arah (acak) dengan kecepatan yang berbeda Misalkan : N1 molekul gas a bergerak v1 N2 molekul gas b bergerak v2 N3 molekul gas a bergerak v3 Maka persamaan kuadrat kelajuan rata-rata sebagai berikut: Kecepatan efektif vrms (root mean square) didefinisikan sebagai akar dari kuadrat kecepatan rata-rata

2 Hubungan kecepatan efektif gas dengan suhu mutlaknya
Kecepatan efektif gas sebanding dengan suhunya dan berbanding terbalik dengan massa total gas

3 Untuk suatu gas ideal tertentu (M konstan) kelajuan efektif vrms
Persamaan di atas berlaku untuk 1 mol gas, karena di dalam wadah terdapat N gas , maka Untuk suatu gas ideal tertentu (M konstan) kelajuan efektif vrms hanya bergantung pada suhu mutlaknya (bukan pada tekanannya) Untuk berbagai gas ideal pada suhu sama (T konstan), kelajuan efektif vrms hanya bergantung pada massa molekulnya (M)

4 Hubungan kelajuan efektif gas dengan tekanan
Dari persamaan: Anda tidak boleh menyatakan bahwa vrms sebanding dengan tekanannya, persamaan di samping diturunkan dari persamaan dasar yang menyatakan bahwa vrms hanya bergantung pada suhunya dan tidak pada tekanannya

5 Teorema ekipartisi energi
Teorema ekipartisi: untuk suatu sistem molekul-molekul gas pada suhu mutlak T dengan tiap molekul memiliki derajat kebebasan maka energi mekanik rata-rata atau energi kinetik rata-rata permolekul:

6 Termodinamika Sistem sesuatu yang diamati
v1 v2 dx F (dorong) Sistem sesuatu yang diamati Lingkungan  sesuatu di luar sistem Usaha yang dilakukan dW = Fdx

7 SISTEM LINGKUNGAN Q (+) W(+) SISTEM LINGKUNGAN Q (-) W(-)

8 v1 v2 dx F (dorong)

9 v1 v2 dx F (dorong) Usaha bernilai positif jika v1<v2 , sedangkan usaha bernilai negatif jika v1>v2

10 v1 p1 v p2 p v2 p p2 p1 v v2 v1 W negatif W positif

11 Proses Isotermal Menurut hukum boyle pV = C PV = nRT P = nRT / V Proses isotermal adalah proses perubahan keadaan sistem yang terjadi pada suhu tetap v1 p1 v p2 p v2

12 Proses Isokhorik Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap v1 p1 v p2 p

13 Proses Isobarik Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan sistem pada tekanan tetap v1 v p v2 p1

14 Proses Adiabatik Proses adiabatik adalah perubahan keadaan sistem di mana selama proses tidak terjadi perpindahan kalor dari dan kelingkungan.

15 TUGAS Buktikan persamaan berikut ini:

16 Ketika terjadi perubahan keadaan suatu sistem energi dalam dapat
BENDA MOLEKUL ATOM Energi Kinetik Energi Potensial Energi dalam (U) suatu sistem : jumlah energi kinetik seluruh partikel penyusunnya ditambah seluruh energi potensial dari interaksi antara seluruh partikel itu Ketika terjadi perubahan keadaan suatu sistem energi dalam dapat berubah dari U1  U2

17 Sebuah sistem menyerap kalor dan sistem tidak menghasilkan kerja
LINGKUNGAN Q (+) W=0 Sebuah sistem menyerap kalor dan sistem tidak menghasilkan kerja

18 Sistem melakukan kerja dengan berekspansi terhadap lingkungannya
W(+) Sistem melakukan kerja dengan berekspansi terhadap lingkungannya Dan tidak ada panas yang ditambahkan selama proses, energi Meninggalkan sistem dan energi dalam berkurang

19 HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA
SISTEM LINGKUNGAN Q (+) W(+) Ketika panas Q ditambahkan ke sistem sebagian dari energi yang ditambahkan tetap tinggal dalam sistem, mengubah energi dalam sebesar ∆U; sisanya meninggalkan sistem melakukan kerja

20

21

22 Energi dalam disebut juga energi mekanik makroskopik
Perubahan energi dalam sama dengan nol ketika: Pada proses siklus Pada sistem terisolasi

23 Perubahan keadaan yang sangat kecil (infinitesimal)
Perubahan keadaan yang sangat kecil di mana sejumlah kecil panas dQ ditambahkan ke sisitem, sistem melakukan kerja sekecil dW dan energi dalam berubah sebanyak dU.

24 HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA PADA PROSES TERMODINAMIKA
Proses adiabatik Proses isokhorik Proses isobarik Proses isotermal

25 KAPASITAS PANAS DARI GAS IDEAL
Kapasitas panas adalah banyaknya kalor yang diserap oleh gas untuk menaikan suhunya. Kapasitas panas dapat terjadi pada volum tetap (CV) atau tekanan tetap (CP) Kapasitas panas molar pada volum tetap (CV) Kapasitas panas molar pada tekanan tetap (CP)

26 Kapasitas panas molar pada volum tetap (CV)
Pada volum konstan sistem tidak melakukan kerja

27 Kapasitas panas molar pada tekanan tetap (CP)
Karena P konstan perubahan volume sebanding dengan perubahan suhunya

28 Subtitusikan persamaan 1 dengan persamaan 2
Bagi kedua ruas dengan n dT Rasio kapasitas panas

29 Untuk gas CP selalu lebih besar daripada CV
Rasio Kapasitas Panas Untuk gas CP selalu lebih besar daripada CV Untuk gas monoatomik Untuk gas diatomik

30 Proses Adiabatik untuk Gas Ideal
Pada proses adiabatik perubahan suhu terjadi akibat kerja yang dilakukan sistem dan tidak ada perpindahan kalor sama sekali Subtitusikan persamaan di atas dengan persamaan 1 Rasio kapasitas panas selalu lebih besar dari 1 pada persamaan 4 dV dan dT selalu memiliki tanda yang berlawanan Kalikan persamaan di atas dengan

31 Untuk perubahan suhu yang besar integerasikan persamaan 4
Proses ekspansi adiabatik dari gas ideal (dV>0) selalu disertai penurunan suhu (dT<0) Proses kompresi adiabatik dari gas ideal (dV<0) selalu disertai kenaikan suhu (dT>0) Untuk perubahan suhu yang besar integerasikan persamaan 4

32 Pada proses adiabatik tidak terjadi perpindahan kalor
Usaha Gas Ideal pada Proses Adiabatik Pada proses adiabatik tidak terjadi perpindahan kalor