Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

14. Termal dan Hukum I Termodinamika. 14.1 Panas (Heat) Panas, sering disebut kalor, disimbolkan dgn Q adalah energi yang dipindahkan antara sistem dan.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "14. Termal dan Hukum I Termodinamika. 14.1 Panas (Heat) Panas, sering disebut kalor, disimbolkan dgn Q adalah energi yang dipindahkan antara sistem dan."— Transcript presentasi:

1 14. Termal dan Hukum I Termodinamika

2 14.1 Panas (Heat) Panas, sering disebut kalor, disimbolkan dgn Q adalah energi yang dipindahkan antara sistem dan lingkungannya yang disebabkan adanya perbedaan temperatur. Gambar 14.1 Sistem dan lingkungannya Lingkungan T E T S > T E Sistem T S ( a) Lingkungan T E T S < T E Sistem T S Lingkungan T E T S = T E Sistem T S (b)(b) (c)(c) Q Q

3 Panas disebut juga energi termal atau energi dalam yang merupakan gabungan energi kinetik dan potensial yang dihasilkan oleh gerakan acak dari atom dan molekul di dalam sistem. Energi juga dapat dipindahkan antara sistem dan lingkungannya dengan bantuan kerja, disimbolkan dengan W. Panas dan kerja merupakan energi yang berpindah antara sistem dan lingkungannya.

4 14.2 Satuan Energi Panas Salah satu satuan dari energi panas adalah kalori, yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang dapat meningkatkan temp. 1 gram air dari 14,5 0 C ke 15,5 0 C. Satuan lainnya adalah British Thermal Unit (Btu) yang didefinisikan sbg jumlah panas yg dapat meningkatkan temperatur air 1 lb air dari 63 0 F ke 64 0 F. Tahun 1948 digunkan sistem satuan SI yaitu Joule. Satu kalori didefinisikan sebagai 4,1860 J. Hubungan antara satuan energi panas. 1 J = 0,2389 kal = 9,481 x 10 –4 Btu 1 Btu = 1055 J = 252,0 kal 1 kal = 3,969 x 10 –3 Btu = 4,186 J

5 14.3 Penyerapan Panas oleh benda Padat dan Cair Kapasitas Panas Kapasitas panas, disimbolkan dengan C, adalah konstanta proporsional antara jumlah energi panas dan perubahan temperatur yang diakibatkannya. Q = C (T f – T i ) (14.1) T i dan T f adalah temp. awal dan akhir dari sistem Panas Jenis Panas jenis didefinisikan sebagai kapasitas panas per satuan massa, dan disimbolkan dengan c. Sehingga persamaan (14.1) menjadi Q = c m (T f – T i ) (14.2) adalah temperatur awal dan akhir dari sistem.

6 Tabel 14.1 Panas Jenis pada Temperatur Ruang Panas Jenis kal/g.KJ/kg.K Timah0, Tungsten0, Perak0, Tembaga0, Aluminium 0, Kuningan 0, Granit 0,19790

7 lanjutan Tabel 14.1 Panas Jenis pada Temperatur Ruang Panas Jenis kal/g.KJ/kg.K Glass0,20840 Es ( –10 0 C) 0, Merkuri 0, Ethyl Alkohol 0, Air Laut 0, Air 1,

8 Panas Transformsi (Heat of Transformation) Jika terjadi penyerapan atau pelepasan panas, baik oleh benda padat maupun cair, temperatur objek bisa tidak berubah, jika panas yang diserap digunakan untuk merubah fasa dari objek. Jumlah panas per satuan massa yang harus dipindahkan pada saat objek mengalami perubahan fasa disebut Panas Transformasi dan disimbolkan dengan L. Jika objek mempunyai massa m mengalami perubahan fasa secara keseluruhan, maka total panas yang dipindahkan adalah Q = Lm (14.3)

9 Apabila terjadi perubahan fasa dari cair ke gas (objek menyerap panas) atau perubahan fasa dari gas ke cair (objek melepas panas), maka panas transformasi disebut panas penguapan, disimbolkan dengan L V. Untuk air pada temperatur uap atau didih normal, L V = 539 kal/g = 40,7 kJ/mol = 2260 kJ/kg (14.4)

10 Apabila terjadi perubahan fasa dari fasa padat Ke fasa cair (objek menyerap panas) atau perubahan fasa dari fasa cair ke fasa padat (objek melepas panas), maka panas transformasi disebut panas fusi dan disimbolkan dengan L F. Untuk air pada temperatur leleh dan beku normal, L F = 79,5 kal/g = 6,01 kJ/mol = 333 kJ/kg (14.5)

11 Tabel 14.2 Panas Transformasi Titik Lebur (K) Panas Fusi (L F ) (kJ/kg) Titk Didih (K) Panas Penguapan (L F ) (kJ/kg) Hidrogen14,058,020,3455 Oksigen54,813,990,2213 Merkuri23411, Air Timah60123, Perak Tembaga

12 Contoh 14.1 Hitung energi yang diperlukan agar es yang mempunyai massa 720 g dan temperatur –10 0 C berubah fasa menjadi cair dan mencapai temperatur 15 0 C Penyelesaian Langkah 1 Naikkan temperatur dari –10 0 C ke titik lebur, yaitu 0 0 C dengan menyerap panas sebesar Q 1 = c es m (T f – T i ) (14.2) c = 2220 J/kg.K; m = 0,72 kg T i = –10 0 C = K ; T f = 0 0 C = K Q = (2220 J/kg.K)(0,72 kg)(273 0 K – K) = J = 15,984 kJ

13 Langkah 2 Perubahan fasa dari padat ke cair dengan menyerap panas sebesar Q 2 = L F m (14.3) L F = 333 J/kg; m = 0,72 kg Q 2 = (333 kJ/kg)(0,72 kg) = 239,8 kJ

14 Langkah 3 Naikkan temperatur dari 0 0 C ke 15 0 C dengan menyerap panas sebesar Q 3 = c cair m (T f – T i ) (14.2) c = 4190 J/kg.K; m = 0,72 kg T i = 0 0 C = K ; T f = 15 0 C = K Q 3 = (4190 J/kg.K)(0,72 kg)(288 0 K – K) = J = 45,25 kJ Total panas yang diserap untuk mengubah fasa es pada temperatur –10 0 C ke fasa cair temperatur 15 0 C adalah Q total = Q 1 + Q 2 + Q 3 = 15,984 kJ + 239,8 kJ + 45,25 kJ = 301,034 kJ

15 14.4 Hukum I Termodinam ika  Perubahan energi dalam pada sistem tertutup sama dengan panas yang ditambahkan ke dalam sistem dikurangi kerja yang dilakukan oleh sistem . Dalam bentuk formula dinyatakan sebagai  E int = E int, f – E int, i = Q – W (14.6) Q = panas total ditambahkan ke sistem W = kerja total yang dilakukan oleh sistem

16 Perhatikan! Jika Q keluar dari sistem, maka nilai Q negatif Jika Q masuk ke sistem, maka nilai Q positif Jika W keluar dari sistem, maka nilai W positif Jika W masuk ke sistem, maka nilai W negatif Peningkatan energi dalam berarti peningkatan temperatur, begitu juga sebaliknya.

17 14.5 Proses Termodinamika Proses Adiabatik, yaitu proses yg berlangsung tanpa adanya perpindahan panas dari sistem ke lingkungan. Berarti Q = 0. Sehingga pers.(14.6) menjadi  E int = – W (14.7) Gambar 14.1 Proses Adiabatik Satu-satunya interaksi sistem dgn lingkungannya adalah kerja. Jika kerja masuk ke sistem, maka gas di dalam silinder mengalami kompresi dan berlaku  E int = W Artinya pada akhir langkah kompresi temperatur meningkat

18 W < 0

19 Proses Volume Konstan, yaitu proses yang berlangsung pada volume konstan. Artinya tidak ada kerja yang masuk atau keluar sistem. Jadi W = 0. Sehingga persamaan (14.6) menjadi  E int = Q(14.8) Proses Siklik, yaitu proses yang kembali ke keadaan awal setelah berlangsung proses peprindahan panas dan/atau kerja. Sehingga persamaan (14.6) menjadi  E int = Q(14.8)

20

21

22


Download ppt "14. Termal dan Hukum I Termodinamika. 14.1 Panas (Heat) Panas, sering disebut kalor, disimbolkan dgn Q adalah energi yang dipindahkan antara sistem dan."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google