SUHU, PANAS, DAN ENERGI INTERNAL Kelompok 10 Shabrina Lestari Sri Irawati Siti Chodijah Sherlin

Temperatur (Suhu) Suhu menunjukkan derajat panas benda. Smakin ↑ suhu suatu benda, smakin panas benda tsb. Scr mikroskopis, suhu menunjukkan E yg dimiliki o/ suatu benda. S Setiap atom dlm suatu benda masing2 bergerak, baik itu dlm bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya E atom2 penyusun benda, makin ↑ suhu benda tsb. Alat u/ mengukur temperatur thermometer. Prinsip dasar dari alat ukur ini ialah fenomena pemuaian yg merupakan indeks temperatur.

Macam-macam termometer Termometer air raksa/alkohol Termometer tahanan (termistor termometer) Termometer elemen (termocouple) Pyrometer optik Termometer gas yang bervolume tetap

Skala Temperatur Sblm th 1954 ditentukan 2 titik sbg titik acuan baku : titik es & titik uap. Titik es  suatu titik dimana tdpt campuran air yg jenuh udara dg es yg bertekanan 1 atmosfir. Titik uap  suhu dimana tdpt air mendidih pd tekanan 1 atmosfer. Misal : 32oF = titik es, pada 212oF merupakan titik uap serta temperatur rectal berkisar 98,6oF. Pada skala Celcius, titik es diberi harga 0oC suhu pd titik uap diberi 100oC.

Panas Panas, bahang/kalor  energi yg berpindah akibat perbedaan suhu. Satuan SI u/ panas = joule. Panas bergerak dari daerah bersuhu ↑ ke daerah bersuhu ↓.

Panas Jenis dan Kalorimeter Panas jenis (c) suatu zat  energy panas yg diperlukan u/ mengubah temperatur satu satuan massa zat sebesar 10 pd Q yg diperlukan dilepaskan o/ zat bermassa m & temperaturnya berubah sebesar ∆t adalah Q=mc∆T Q = banyaknya kalor (jumlah panas) (joule) m = massa benda (kg) c = kalor jenis (joule/kg°C) ∆T = besarnya perubahan suhu (°C)

Contoh soal 1 Panas sebesar 12 kj diberikan pd sepotong logam bermassa 2500 gram yg memiliki suhu 30oC. Jika kalor jenis logam = 0,2 kalori/groC, tentukan suhu akhir logam!

Penyelesaian Dikt : Q = 12 kilojoule = 12000 joule m = 2500 gram = 2,5 kg T1 = 30oC c = 0,2 kal/groC = 0,2 x 4200 joule/kg oC = 840 joule/kg oC  Dity : T2 =...? Jwb : Q = mcΔT 12000 = (2,5)(840)ΔT ΔT = 12000/2100 = 5,71 oC T2 = T1 + ΔT = 30 + 5,71 = 35,71 oC

Perubahan Wujud Zat Panas peleburan  panas yg diperlukan u/ mengubah 1 kg zat dari keadaan padat -- cair pd titik leburnya. Panas penguapan  panas yg diperlukan 1 kg zat dari keadaan cair -- uap (gas) pd titik didihnya. Panas yg diperlukan(dilepaskan)dlm perubahan wujud zat kadang2 dsbut panas laten L. Panas Q yang diperlukan (dilepaskan) o/ zat bermassa m dlm perubahan wujud itu dapat dinyatakan sebagai : Q = m.L

Perpindahan Panas Konduksi (conduction) Konveksi (convection) Radiasi (radiation) Evaporasi (evaporation)

HUKUM TERMODINAMIKA Termodinamika adalah : ilmu yang mempelajari hukum- hukum yang mengatur perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain, aliran dan kemampuan energi melakukan usaha. Dua istilah yang berkaitan erat dalam termodinamika, yaitu: Sistem adalah : sesuatu yang menjadi subyek pembahasan atau fokus perhatian. Lingkungan adalah : segala sesuatu yang tidak termasuk dalam sistem atau segala keadaan di luar sistem.

Perhatikan gambar: Tabung berisi gas: Batas sistem lingkungan sistem

HUKUM TERMODINAMIKA Hukum ke nol/ Hukum Awal Termodinamika = dua sistem dlm keadaan setimbang dg sistem ketiga, maka ketiganya dlm saling setimbang satu dengan lainnya. Hukum Pertama Termodinamika = prinsip kekekalan energi yang memasukkan kalor sebagai mode perpindahan energi.

Continue.. Hukum kedua Termodinamika = bahwa aliran kalor memiliki arah, dengan kata lain, tidak semua proses di alam adalah reversibel (dapat dibalikkan arahnya) Hukum ketiga Termodinamika= Hk ketiga termodinamika terkait dg temperatur nol absolutsaat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akn berhenti & entropi sistem akn mendekati nilai minimumentropi benda berstruktur kristal sempurna pd temperatur nol absolut bernilai nol.

Rumus hukum I Termodinamika Secara matematis hukum I Termodinamika, dirumuskan : U = U2-U1= Q – W +Q = sistem menerima kalor -Q = sistem mengeluarkan kalor +W = sistem melakukan usaha -W = sistem dikenai usaha

Contoh soal 2 Suatu sistem menyerap 1500 J kalor dari lingkungannya dan melakukan 2200 J usaha pada lingkungannya. Tentukan perubahan energi dalam sistem. Naik atau turunkah suhu sistem?

Penyelesaian Dikt : Q = 1500 J W = 2200 J Ditny : U Jawab : U = Q – W = 1500 – 2200 = - 700 J Karena energi dalam sistem bernilai negatif maka suhu sistem menurun (T2  T1)

Energi Internal Energi dalam adalah : suatu sifat mikroskopik zat, sehingga tidak dapat di ukur secara langsung. Secara umum perubahan energi dalam (U), di rumuskan : U = U2 – U1

Energi Internal Formulasi Energi Dalam Gas monoatomik

Energi Internal Gas diatomik Perubahan Energi Dalam Gas monoatomik

Energi Internal Gas diatomik Dari dua persamaan perubahan energi dalam di atas dapat disimpulkan : “Perubahan energi dalam U hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir dan tidak bergantung pada lintasan yang ditempuh oleh sistem”

JENIS-JENIS TERMODINAMIKA Proses Adiabatik Proses Isokhorik Proses Isobarik Proses Isothermal

Proses Isobarik ( tekanan tetap ) Usaha yang dilakukan oleh sistem terhadap lingkungan (V2 > V1). W = p ( V2 – V1)

Proses Isobarik ( tekanan tetap ) Usaha yang dilakukan lingkungan terhadap sistem (V2  V1). W = p ( V2 – V1 )

Proses Isokhorik (volum tetap ) W = 0 Karena V2 = V1 Perhatikan gambar p p2 p1 V V1 = V2

Proses Isotermal ( suhu tetap ) Dari persamaan : pV = nRT diperoleh :

Proses Isotermal ( suhu tetap ) Sehingga usaha yang dilakukan sistem (gas) dirumuskan :

Proses Isotermal ( suhu tetap )

Contoh Soal 3 Suhu tiga mol suatu gas ideal 373 K. Berapa besar usaha yang dilakukan gas dalam pemuaian secara isotermal untuk mencapai empat kali volum awalnya ?

penyelesaian Dikt : n= 3 mol T= 373 K V2= 4V R= 8,31 J/mol Ditny : W Jwb : W= nRT In (V2/V1) = 3 x 8,31 x 373 In (4V1/V1) =3 x 8,31 x 373 In 4 = 12890,999 J

Proses Adiabatis suatu proses keadaan gas di mana tidak ada kalor yang masuk ke dalam atau keluar dari sistem ( Q = 0 ) Contoh proses adiabatis: Pemuaian gas dalam mesin diesel Pemuaian gas dalam sistem pendingin Langkah kompresi dalam mesin pendingin

Proses Adiabatis Usaha dalam proses adiabatik secara matematis di rumuskan :

Contoh soal 4 Suatu gas ideal monoatomik  = 5/3 dimampatkan secara adiabatik dan volumnya berkurang dengan faktor pengali dua. Tentukan faktor pengali bertambahnya tekanan.

Penyelesaian Diket :  = 5/3 V1 = 2V2 atau V2 = (1/2)V1 Ditanya : p2 Jwb :