Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Termodinamika 1 panas, kerja dan energi Kuliah 2 - 1 Saifuddin Baedlowie Sudarman.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Termodinamika 1 panas, kerja dan energi Kuliah 2 - 1 Saifuddin Baedlowie Sudarman."— Transcript presentasi:

1 Termodinamika 1 panas, kerja dan energi Kuliah Saifuddin Baedlowie Sudarman

2 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM2 Sasaran : selesai mengikuti kuliah ini mahasiswa akan dapat menganalisis hubungan kerja, panas dan energi dalam sistem terbuka dan tertutup melalui proses adiabatik dan non adiabatik. Mampu menginterpretasi grafik yang dipakai untuk menetapkan kerja proses.

3 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM3 Hubungan antara KERJA, PANAS, dan ENERGI Jika gaya F beraksi pada sebuah balok yang bergeser diatas permukaan tanpa gesekan, maka maka

4 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM4

5 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM5 sebagaimana obyek jatuh dalam medan gravitasinya, Consider an object falling in a gravitational field

6 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM6 Gravitasi memiliki potensial untuk melakukan kerja dan kuantitasnya mgh adalah sesuatu yang disebut sebagai Energi Potensial. Kerja yang dihasilkan oleh resultan gravitasi dalam jatuhnya obyek dalam energi potensial adalah seperti contoh sebelumnya. Massa PE dikonversikan ke KE melalui kerja yang diakibatkan oleh gravitasi.

7 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM7 Transfer Energi oleh Kerja Umumnya, kerja yang terjadi dievaluasi menggunakan persamaan kerja adalah energi yang dipindahkan rerata, dimana tidak peduli apakah ditransfer atau disimpan dalam sistem. Harga W 1  2 tergantung rincian interaksi yang diambil antara sistem dan sekeliling lingkungannya selama proses seperti F(s), dan tidak hanya keadaan awal dan akhir saja.

8 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM8

9 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM9 Kerja Kompresi & Ekspansi

10 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM10 Kerja Kompresi dan Ekspansi

11 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM11

12 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM12

13 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM13 Expansi dan Kompresi Polytropik Hubungan tekanan-volume dapat dijelaskan oleh Kerja yang terjadi adalah

14 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM14 tetapi maka Untuk n=1, P=c/V maka

15 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM15 Kasus spesial ; Untuk n=0, p=c yakni proses tekanan konstan, maka

16 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM16 Energi Potensial Pegas Energi Potensial pegas Energi potensial pegas dapat digolongkan dalam energi potensial gravitasi.

17 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM17 Energi Bentuk lain Dalam bidang rekayasa, perubahan dalam energi total sebuah sistem selalu maembuat dan memberikan kontribusi makroskopis seperti perubahan dalam KE dan gravitasional PE sebuiah sistem sebagai sesuatu yang relatif ke sebuah bingkai koordinat eksternal dan Energi Internal, U E2- E1= (KE2- KE1) + (PE2- PE1) + (U2- U1)

18 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM18 Seperti halnya pengadukan fluida didalam tangki yang terisolasi sempurna, energi ditransfer kedalam sistem melalui kerja oleh pengaduk, hasil kenaikan dalam sistem energi

19 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM19 Energy is transferred into the system via work by the paddle wheel, results in an increase in the system energy. transfer energi ini tidak menaikkan KE atau PE dalam sistem. Perubahan energi dalam sistem dapat dihitung hanya untuk energi dalam fluida saja. Perubahan dalam energi dalam untuk padat, cair, dan gas dapat dihitung menggunakan data empiris, seperti U=f(T)

20 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM20 Interpretasi Mikroskopis Energi adalah atribut ke gerakan dan konfigurasi molekul-molekul individual, partikel atom dan sub atom yang menjadi sesuatu dalam sistem. Energi pada tingkat molekular berasosiasi dengan; –Translasi –Rotasi, –Vibrasi –Ikatan Molekular Energi pada tingkat atomi: –Electron orbital states –Nuclear spin –Nuclear binding

21 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM21 Konservasi Energi untuk Sistem Tertutup Sistem tertutup dapat berinteraksi dengan sekelilingnya melalui kerja sebagai termal. Energi dapat ditransfer antara sistem dan sekelilingnya melalui interaksi termal (kalor) Proses yang menggunakan interaksi kerja tetapi tak mengakibatkan interaksi termal /kalor disebut proses adiabatik. Proses yang mengakibatkan interaksi termal disebut proses non-adiabatik. Hal ini ditunjukkan secara eksperimental bahwa jika sistem bekerja dalam sistem tertutup secara proses adiabatik tergantung apa yang terjadi di keadaan akhir, bukan dalam prosesnya. E 2 – E 1 = -W ad

22 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM22 Tanda yang disetujui untuk transfer energi oleh kerja adalah; 1.Kerja diberikan oleh sistem adalah positif, 2.Kerja diberikan pada sistem adalah negatif, Untuk kuasi-setimbang adiabatik, proses kompresi atau ekspansi gas dengan nilai eksponen politropik n adalah tetap (n = 1.4 untuk udara) dan luas dibawah kurva tergantung hanya pada keadaan akhir.

23 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM23 sebagaimana proses adiabatik dan proses tak- adiabatik antara dua keadaan akhir di titik 1 dan 2. Untuk kuasi-setimbang adiabatik, proses kompresi atau ekspansi gas dengan nilai eksponen politropik n adalah tetap (n = 1.4 untuk udara) dan luas dibawah kurva tergantung hanya pada keadaan akhir.

24 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM24 oleh karena luas dibawah kurva berbeda, maka kerja yang terjadi juga berbeda. sehingga W ad  W nonad akhir proses keduanya pada sistem yang sama, maka perubahan energinya juga sama dalam setiap proses, sehingga (E 2 – E 1 ) ad = (E 2 – E 1 ) nonad = E 2 – E 1 Kita ketahui perubahan proses adiabatik adalah E 2 – E 1 = -W ad Tetapi selama W ad  W nonad kita dapat simpulkan E 2 – E 1  -W nonad Karena energi harus dikonservasi maka energi bersih yang ditransfer ke sistem dalam kedua proses harus sama. Ini mengikuti interaksi kalor dalam proses non-adiabatik harus menghasilkan transfer energi.

25 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM25 Sejumlah energi yang ditransfer kedalam sistem tertutup oleh kalor adalah Q E 2 – E 1 = -W nonad + Q Keadaan Hukum Termodinamika Pertama E 2 – E 1 = Q - W

26 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM26 Transfer Energi oleh Kalor Kuantitas Q dalam hukum pertama diperhitungkan setiap energi yang dipindahkan ke dalam sistem tertutup selama proses tanpa dipengaruhi kerja. Sebagaimana transfer energi Q yang dimasukkan hanya sebagai hasil perbedaan temperatur antara sistem dan sekitarnya dan terjadi dalam arah penurunan temperatur seperti perpindahan kalor ; konduksi, konveksi, radiasi. Tanda yang disepakati untuk perpindahan kalor oleh panas; 1.Perpindahan kalor menuju sistem adalah positif 2.Perpindahan kalor dari sistem adalah negatif

27 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM27 Suatu bongkahan logam panas pada temperatur awal T m kedalam fluida dingin pada T f. sebab logam pada temperatur tinggi kemudian energi fluida ditransfer dari logam ke fluida, Q adalah negatif. Selama disini tanpa ada kerja yang diberikan dan perubahan dalam KE dan PE diabaikan, sejumlah kalor yang dipindahkan dari logam ke fluida adalah sebanding dengan penurunan dalam energi internal logam U 2 - U 1 = -Q or Q = U 1 – U 2

28 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM28 seperti halnya kerja, kalor adalah bukan sifat properti dan sejumlah perpindahan energi tergantung rincian proses, dimana laju perpindahan kalor dinyatakan sebagai dan total energi yang dipindahkan melalui panas selama periode waktu tertentu adalah

29 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM29 Sistem Tertutup Steady

30 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM30 Sistem Tertutup

31 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM31

32 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM32 sistem

33 Termodinamika 1 Kuliah 2-1 Teknik Mesin UMM33 Refleksi : Tanya jawab secara lisan atau kuis (IC) atas semua materi yang disajikan oleh dosen. Pekerjaan rumah : –Kerjakan soal soal yang diberikan pada


Download ppt "Termodinamika 1 panas, kerja dan energi Kuliah 2 - 1 Saifuddin Baedlowie Sudarman."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google