UIN MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG Termodinamika kimia KAPASITASITAS KALOR ZAT Desember 2017 Oleh: SRI ANI NAFIAH / 16630091 UIN MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

PENGERTIAN KAPASITAS KALOR ZAT   Kapasitas kalor (heat capacity) (C)suatu zat adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sejumlah sebesar satu derajat Celcius. Simbol yang digunakan untuk kapasitas panas adalah C, dimana C= Q/ΔT DQ/dT ΔT → 0

MENGHITUNG KAPASITAS KALOR ZAT Kapasitas panas pada sebagian besar sistem tidak konstan, akan tetapi bergantung pada variasi kondisi dari sistem termodinamika. Kapasitas panas bergantung pada temperatur, tekanan, dan volume dari sistem itu sendiri. Berbagai cara untuk mengukur kapasitas panas, secara umum dilakukan panda kondisi tekanan konstan atau volume konstan.

KAPASITAS KALOR PADA VOLUME KONSTAN Jika sebuah sistem terpaksa mempunyai volume tetap dan tak dapat melakukan kerja jenis apapun. Kalor yang diperlukan agar dapat mengubah temperatur dT adalah dqv= Cv dT, dengan Cv sebagai kapasitas kalor pada volume tetap. Walaupun demikian, karena dU = dqv, kita dapat menulisnya; dU= CvdT pada volume tetap, dan menyatakan Cv dengan dU/dT dengan volume tetap.

Cv = (DQp / dT) = (∂E/∂T)v LANJUTAN Jika satu variabel atau lebih dijaga agar tetap selama perubahan variabel yang lain (seperti dalam definisinya) maka turunannya disebut “turunan parsial” terhadap variabel yang berubah. Notasi d digantikan dengan ∂ dan variabel yang dibuat tetap ditambahkan dengan subskrip. Maka, dalam hal ini : Cv = (∂U/∂T)T atau Cv = (DQp / dT) = (∂E/∂T)v Dimana Q adalah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur zat sebesar ΔT derajat.

KAPASITAS KALOR PADA TEKANAN TETAP Jika sistem mendapat tekanan tetap dan dapat memuai atau menyusut ketika dipanaskan. Kalor yang diperlukan agar menghasilkan perubahan temperatur yang sama adalah dqp = Cp dT, dengan Cp menyatakan kapasitas kalor pada tekanan tetap. Dalam hal ini, sistem dapat mengubah volumenya. Karena dqp = dH, maka : Cp = (∂H/∂T)p

KAPASITAS PANAS MOLAR Kapasitas panas molar adalah kapasitas panas dari 1 mol zat, dan panas spesifik adalah kapasitas panas per gram zat, C = n c = w c’ Dimana n merupakan jumlah mol, w merupakan berat zat, c adalah kapasitas panas molar dan c’ adalah kapasitas panas spesifik.

LATIHAN SOAL 1. Jika suatu gas triatomis nonlinear mematuhi prinsip ekuipartisipasi energi, hitung kapasitas panas molar. Dalam gas triatomis terdapat sembilan derajat kebebasan, tiga translasi, tiga rotasi dan tiga vibrasi, energi yang dihasilkan oleh tiap derajat pergerakan translasi dan rotasi adalah ½ RT per mol, sedangkan untuk vibrasi adalah RT per mol gas. Maka Er = 3×1/2RT+ 3 × ½ RT+ 3× ½ RT = 6 RT Cv= (∂E/∂T)v = 6 RT = (6× 8,31 J/mol oC

LATIHAN SOAL 2. Jika energi internal akibat vibrasi adalah E(vib)= (Rhv/kb) / (eksp(hv/kbT)-1 Maka tentukan nilai Cv dalam soal diatas Cv(vib)= (∂E(vib) / ∂T)v = (R(hv/kb)2 1/T2 eksp (hv/kbT)) / {eksp(hv/kbT)-1}2 = (R(hv/kbT)2 eksp (hv/kbT))/ {eksp(hv/kbT)-1}2 Cv= 3R+ (R(hv/kbT)2 eksp (hv/kbT))/ {eksp(hv/kbT)-1}2

3. Temperatur 2,0 kg air turun dari 95oC menjadi 40oC saat 1,25 kg potongan logam bersuhu 25oC dicelupkan ke dalamnya. Hitung kapasitas panas logam jika diketahui kapasitas panas air 4,184 J/g K. Karena air dan logam membentuk sistem terisolasi, maka panas yang dilepaskan air diterima oleh logam. Misalkan c adalah panas spesifik potongan logam, panas yang diterima logam, Panas yang diterima logam = m c ΔT = (1,25 × 103 g) c (40-25)oC Panas yang dilepaskan air = -(2,0 ×103 g) (4,184 J/ K g) (-55 oC) Akhirnya diperoleh c = ((2,0 ×103) (4,184) (55) / (1,25 × 103) (15)) J/K g = 24,55 J/K g

SEMOGA BISA BERMANFAAT DAN MENJADI BAROKAH ILMUNYA SEKIAN TERIMA KASIH SEMOGA BISA BERMANFAAT DAN MENJADI BAROKAH ILMUNYA