SUHU, PANAS, DAN ENERGI INTERNAL

Presentasi berjudul: "SUHU, PANAS, DAN ENERGI INTERNAL"— Transcript presentasi:

1 SUHU, PANAS, DAN ENERGI INTERNAL
Kelompok 10 Shabrina Lestari Sri Irawati Siti Chodijah Sherlin

2 Temperatur (Suhu) Suhu menunjukkan derajat panas benda.
Smakin ↑ suhu suatu benda, smakin panas benda tsb. Scr mikroskopis, suhu menunjukkan E yg dimiliki o/ suatu benda. S Setiap atom dlm suatu benda masing2 bergerak, baik itu dlm bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya E atom2 penyusun benda, makin ↑ suhu benda tsb. Alat u/ mengukur temperatur thermometer. Prinsip dasar dari alat ukur ini ialah fenomena pemuaian yg merupakan indeks temperatur.

3 Macam-macam termometer
Termometer air raksa/alkohol Termometer tahanan (termistor termometer) Termometer elemen (termocouple) Pyrometer optik Termometer gas yang bervolume tetap

4 Skala Temperatur Sblm th 1954 ditentukan 2 titik sbg titik acuan baku : titik es & titik uap. Titik es  suatu titik dimana tdpt campuran air yg jenuh udara dg es yg bertekanan 1 atmosfir. Titik uap  suhu dimana tdpt air mendidih pd tekanan 1 atmosfer. Misal : 32oF = titik es, pada 212oF merupakan titik uap serta temperatur rectal berkisar 98,6oF. Pada skala Celcius, titik es diberi harga 0oC suhu pd titik uap diberi 100oC.

5 Panas Panas, bahang/kalor  energi yg berpindah akibat perbedaan suhu. Satuan SI u/ panas = joule. Panas bergerak dari daerah bersuhu ↑ ke daerah bersuhu ↓.

6 Panas Jenis dan Kalorimeter
Panas jenis (c) suatu zat  energy panas yg diperlukan u/ mengubah temperatur satu satuan massa zat sebesar 10 pd Q yg diperlukan dilepaskan o/ zat bermassa m & temperaturnya berubah sebesar ∆t adalah Q=mc∆T Q = banyaknya kalor (jumlah panas) (joule) m = massa benda (kg) c = kalor jenis (joule/kg°C) ∆T = besarnya perubahan suhu (°C)

7 Contoh soal 1 Panas sebesar 12 kj diberikan pd sepotong logam bermassa 2500 gram yg memiliki suhu 30oC. Jika kalor jenis logam = 0,2 kalori/groC, tentukan suhu akhir logam!

8 Penyelesaian Dikt : Q = 12 kilojoule = joule m = 2500 gram = 2,5 kg T1 = 30oC c = 0,2 kal/groC = 0,2 x 4200 joule/kg oC = 840 joule/kg oC  Dity : T2 =...? Jwb : Q = mcΔT = (2,5)(840)ΔT ΔT = 12000/2100 = 5,71 oC T2 = T1 + ΔT = ,71 = 35,71 oC

9 Perubahan Wujud Zat Panas peleburan  panas yg diperlukan u/ mengubah 1 kg zat dari keadaan padat -- cair pd titik leburnya. Panas penguapan  panas yg diperlukan 1 kg zat dari keadaan cair -- uap (gas) pd titik didihnya. Panas yg diperlukan(dilepaskan)dlm perubahan wujud zat kadang2 dsbut panas laten L. Panas Q yang diperlukan (dilepaskan) o/ zat bermassa m dlm perubahan wujud itu dapat dinyatakan sebagai : Q = m.L

10 Perpindahan Panas Konduksi (conduction) Konveksi (convection)
Radiasi (radiation) Evaporasi (evaporation)

11 HUKUM TERMODINAMIKA Termodinamika adalah : ilmu yang mempelajari hukum- hukum yang mengatur perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain, aliran dan kemampuan energi melakukan usaha. Dua istilah yang berkaitan erat dalam termodinamika, yaitu: Sistem adalah : sesuatu yang menjadi subyek pembahasan atau fokus perhatian. Lingkungan adalah : segala sesuatu yang tidak termasuk dalam sistem atau segala keadaan di luar sistem.

12 Perhatikan gambar: Tabung berisi gas: Batas sistem lingkungan sistem

13 HUKUM TERMODINAMIKA Hukum ke nol/ Hukum Awal Termodinamika = dua sistem dlm keadaan setimbang dg sistem ketiga, maka ketiganya dlm saling setimbang satu dengan lainnya. Hukum Pertama Termodinamika = prinsip kekekalan energi yang memasukkan kalor sebagai mode perpindahan energi.

14 Continue.. Hukum kedua Termodinamika = bahwa aliran kalor memiliki arah, dengan kata lain, tidak semua proses di alam adalah reversibel (dapat dibalikkan arahnya) Hukum ketiga Termodinamika= Hk ketiga termodinamika terkait dg temperatur nol absolutsaat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akn berhenti & entropi sistem akn mendekati nilai minimumentropi benda berstruktur kristal sempurna pd temperatur nol absolut bernilai nol.

15 Rumus hukum I Termodinamika
Secara matematis hukum I Termodinamika, dirumuskan : U = U2-U1= Q – W +Q = sistem menerima kalor -Q = sistem mengeluarkan kalor +W = sistem melakukan usaha -W = sistem dikenai usaha

16 Contoh soal 2 Suatu sistem menyerap 1500 J kalor dari lingkungannya dan melakukan 2200 J usaha pada lingkungannya. Tentukan perubahan energi dalam sistem. Naik atau turunkah suhu sistem?

17 Penyelesaian Dikt : Q = 1500 J W = 2200 J Ditny : U Jawab :
U = Q – W = 1500 – 2200 = J Karena energi dalam sistem bernilai negatif maka suhu sistem menurun (T2  T1)

18 Energi Internal Energi dalam adalah : suatu sifat mikroskopik zat, sehingga tidak dapat di ukur secara langsung. Secara umum perubahan energi dalam (U), di rumuskan : U = U2 – U1

19 Energi Internal Formulasi Energi Dalam Gas monoatomik

20 Energi Internal Gas diatomik Perubahan Energi Dalam Gas monoatomik

21 Energi Internal Gas diatomik
Dari dua persamaan perubahan energi dalam di atas dapat disimpulkan : “Perubahan energi dalam U hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir dan tidak bergantung pada lintasan yang ditempuh oleh sistem”

22 JENIS-JENIS TERMODINAMIKA
Proses Adiabatik Proses Isokhorik Proses Isobarik Proses Isothermal

23 Proses Isobarik ( tekanan tetap )
Usaha yang dilakukan oleh sistem terhadap lingkungan (V2 > V1). W = p ( V2 – V1)

24 Proses Isobarik ( tekanan tetap )
Usaha yang dilakukan lingkungan terhadap sistem (V2  V1). W = p ( V2 – V1 )

25 Proses Isokhorik (volum tetap )
W = 0 Karena V2 = V1 Perhatikan gambar p p2 p1 V V1 = V2

26 Proses Isotermal ( suhu tetap )
Dari persamaan : pV = nRT diperoleh :

27 Proses Isotermal ( suhu tetap )
Sehingga usaha yang dilakukan sistem (gas) dirumuskan :

28 Proses Isotermal ( suhu tetap )

29 Contoh Soal 3 Suhu tiga mol suatu gas ideal 373 K. Berapa besar usaha yang dilakukan gas dalam pemuaian secara isotermal untuk mencapai empat kali volum awalnya ?

30 penyelesaian Dikt : n= 3 mol T= 373 K V2= 4V R= 8,31 J/mol Ditny : W
Jwb : W= nRT In (V2/V1) = 3 x 8,31 x 373 In (4V1/V1) =3 x 8,31 x 373 In 4 = 12890,999 J

31 Proses Adiabatis suatu proses keadaan gas di mana tidak ada kalor yang masuk ke dalam atau keluar dari sistem ( Q = 0 ) Contoh proses adiabatis: Pemuaian gas dalam mesin diesel Pemuaian gas dalam sistem pendingin Langkah kompresi dalam mesin pendingin

32 Proses Adiabatis Usaha dalam proses adiabatik secara matematis di rumuskan :

33 Contoh soal 4 Suatu gas ideal monoatomik  = 5/3 dimampatkan secara adiabatik dan volumnya berkurang dengan faktor pengali dua. Tentukan faktor pengali bertambahnya tekanan.

34 Penyelesaian Diket :  = 5/3 V1 = 2V2 atau V2 = (1/2)V1 Ditanya : p2
Jwb :

35