c d

Mata Pelajaran: Fisika Topik: Termodinamika Kelas/Program: XI / IPA Semester: 2

S T A N D A R K O M P E T E N S I Menganalisis dan menerapkan hukum termodinamika

MENU UTAMA PERUBAHAN KEADAAN GAS USAHA YANG DILAKUKAN GAS HUKUM I TERMODINAMIKA SIKLUS CARNOT SIKLUS OTTO HUKUM II TERMODINAMIKA SELESAI

P E R U B A H A N K E A D A A N G A S P1,V1,T1 P2,V2,T2 Berdasarkan hukum Boyle-Gay Lussac, persamaan keadaan gas dapat dituliskan sebagai : P 1 V 1 P 2 V 2 T 1 T 2

G R A F I K P-V, P-T dan V-T P V P T V T P berbanding terbalik dengan V P berbanding lurus dengan T V berbanding lurus dengan T Grafik 1Grafik 3Grafik 2 P 0 0 0

Besarnya usaha yang dilakukan gas adalah W = ∫ P.dV dv P = F.A USAHA YANG DILAKUKAN GAS USAHA YANG DILAKUKAN GAS

USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ISOBARIK P V W P ΔVΔV W = P.ΔV Besaran ini tidak lain adalah luasan kurva pada grafik P-V 0 Grafik proses isobarik

W = n R T ln (V2/V1) atau W = - n R T ln (P2/P1) P V P1 P2 V1V2 USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ISOTERMIS 0

Grafik proses isokhorik Grafik proses isokhorik Pada proses isokhorik tidak terjadi perubahan volume (ΔV = 0), sehingga besarnya usaha luar yang dilakukan oleh gas adalah W = 0 P V USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ISOKHORIK 0

USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ADIABATIK Grafik proses Adiabatik Grafik proses Adiabatik Pada proses ini tidak ada kalor yang diserap atau dilepas, sehingga usaha luar yang dilakukan oleh gas berasal dari perubahan energi dalam gas ΔU = -W P V P1 V1 P2 V2 0

JAWAB SOAL LATIHAN Suatu gas ideal dalam suatu silinder dalam suatu piston volume mula-mula 1,5 liter mengalami perubahan secara isobarik pada tekanan 105 Nm-2 Sehingga volumenya menjadi 2 liter. Berapakah besarnya usaha yang dilakukan gas tersebut ?

Diketahui : V1 : 1,5 liter = 1, m 3 V2 : 2,0 liter = 2, m 3 P : 1,5 N/m 2 Ditanyakan : W =……. Jawab : W = P.ΔV = 1, = 7, joule

HUKUM I TERMODINAMIKA “ Panas netto yang ditambahkan pada suatu sistem sama dengan perubahan energi internal sistem ditambah usaha yang dilakukan sistem” Q sistem ΔUΔU W Q=ΔU + W

Siklus adalah : Serangkaian proses pada suatu sistem sedemikian sehingga sistem tersebut kembali ke keadaan semula W P V a b c d PENGERTIAN SIKLUS PENGERTIAN SIKLUS 0

Diagram proses siklus carnot Diagram proses siklus carnot P V Q1Q1 Q2Q2 W a b c d Awal Ekspansi isotermis Ekspansi adiabatik Kompresi isotermis Kompresi adiabatik Awal P1,V1,T1 P2,V2,T2 P3,V3,T3 P4,V4,T4 SIKLUS CARNOT SIKLUS CARNOT 0

η = ( W/Q1)x100% = (1 – Q2/Q1)x 100% = (1 – T2/T1) x 100% P V Q1Q1 Q2Q2 W a b c d EFISIENSI MESIN CARNOT EFISIENSI MESIN CARNOT 0

P V Udara + Bahan bakar Gas buang a b c d Q2 Q1 S I K L U S O T T O S I K L U S O T T O 0

SOAL LATIHAN Suatu mesin kalor bekerja pada tandon bersuhu tinggi dengan suhu 1500 K, dan tandon bersuhu rendah rendah 750 K. Jika dia menyerap kalor sebanyak 2000 joule, berapakah usaha maksimum yang dapat dilakukan ? JAWAB

T1 = 1500 K T2 = 750 K Q1 = 2000 J Q1/T1 = Q2/T2 2000/1500 = Q2/750 Q2 = 1000 joule W = Q1 – Q2 = 2000 – 1000 = 1000 joule

Diagram teori Kelvin-Planck Diagram teori Kelvin-Planck Tandon panas sistem Tandon panas Tandon dingin sistem Q Q1 Q2 W W Mesin sempurna hal yang tidak mungkin Mesin sesungguhnya HUKUM II TERMODINAMIKA HUKUM II TERMODINAMIKA Rumusan Kelvin - Plank “Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus,menerima kalor dari suatu sumber kalor dan mengubah kalor itu seluruhnya menjadi usaha”

Diagram teori Clausius Diagram teori Clausius sistem Tandon panas Tandon dingin Tandon panas Tandon dingin sistem Refrigator Sempurna hal yang tidak mungkin Refrigator sesungguhn ya Q1 Q2 Q1 Q2 W “Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus,menerima kalor dari suatu sumber kalor dan mengubah kalor itu seluruhnya menjadi usaha” Rumusan Clausius

A B C D E Pompa listrik A memompakan gas (misal : freon,amoniak) yang dimampatkan melalui B dengan melepaskan kalor Di dalam pipa C terjadi pengembunan sehingga gas berubah wujud menjadi cair Freon cair dialirkan ke ruang beku (D) dan menyerap kalor di sekitar ruang beku sehingga suhu ruang beku turun Kemudian gas dialirkan kembali menuju pompa untuk melakukan proses siklus kembali PRINSIP KERJA MESIN PENDINGIN PRINSIP KERJA MESIN PENDINGIN

Skema Mesin Pendingin Skema Mesin Pendingin Pengertian Koefisien performasi mesin pendingin adalah perbandingan antara panas yang diambil dari tandon dingin (Q1)dengan pemakaian usaha (W ) COP = Q1/W Tandon panas Tandon dingin sistem W Q1 Q2 *) COP = Coefficient of Performance) KOEFISIEN PERFORMASI MESIN PENDINGIN (COP*) KOEFISIEN PERFORMASI MESIN PENDINGIN (COP*)

Sebuah lemari pendingin memerlukan usaha 150 joule untuk memindahkan kalor sebesar 100 joule dari tandon bersuhu rendah ke tandon bersuhu tinggi. Tentukan koefisien kerja lemari pendingin tersebut ! Sebuah lemari pendingin memerlukan usaha 150 joule untuk memindahkan kalor sebesar 100 joule dari tandon bersuhu rendah ke tandon bersuhu tinggi. Tentukan koefisien kerja lemari pendingin tersebut ! SOAL LATIHAN JAWAB

W = 150 joule Q2= 100 joule COP = Q2/W = 100/150 = 0,67

SELAMAT BELAJAR EXIT