Kecepatan efektif gas ideal Dalam wadah tertutup terdapat N molekul gas bergerak ke segala arah (acak) dengan kecepatan yang berbeda Misalkan : N 1 molekul gas a bergerak v 1 N 2 molekul gas b bergerak v 2 N 3 molekul gas a bergerak v 3 Maka persamaan kuadrat kelajuan rata-rata sebagai berikut: Kecepatan efektif v rms (root mean square) didefinisikan sebagai akar dari kuadrat kecepatan rata-rata

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

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 v rms hanya bergantung pada suhu mutlaknya (bukan pada tekanannya) Untuk berbagai gas ideal pada suhu sama (T konstan), kelajuan efektif v rms hanya bergantung pada massa molekulnya (M)

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

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:

v1v1 v2v2 dx F (dorong) Termodinamika Sistem  sesuatu yang diamati Lingkungan  sesuatu di luar sistem Usaha yang dilakukan dW = Fdx

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

v1v1 v2v2 dx F (dorong)

Usaha bernilai positif jika v 1 v 2 v1v1 v2v2 dx F (dorong)

v1v1 p1p1 v p2p2 p v2v2 v2v2 p2p2 v p1p1 p v1v1 W positif W negatif

Proses Isotermal Proses isotermal adalah proses perubahan keadaan sistem yang terjadi pada suhu tetap Menurut hukum boyle pV = C PV = nRT P = nRT / V v1v1 p1p1 v p2p2 p v2v2

Proses Isokhorik Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap v1v1 p1p1 v p2p2 p

Proses Isobarik Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan sistem pada tekanan tetap v1v1 v p v2v2 p1p1

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

TUGAS Buktikan persamaan berikut ini:

ENERGI DALAM 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 U 1  U 2

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

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

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 HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA

Energi dalam disebut juga energi mekanik makroskopik Perubahan energi dalam sama dengan nol ketika: 1.Pada proses siklus 2.Pada sistem terisolasi

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.

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

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

Kapasitas panas molar pada volum tetap (C V ) Pada volum konstan sistem tidak melakukan kerja

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

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

Rasio Kapasitas Panas Untuk gas C P selalu lebih besar daripada C V Untuk gas monoatomik Untuk gas diatomik

Proses Adiabatik untuk Gas Ideal Pada proses adiabatik perubahan suhu terjadi akibat kerja yang dilakukan sistem dan tidak ada perpindahan kalor sama sekali Kalikan persamaan di atas dengan 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

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

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