BAB I
TERMODINAMIKA
A. Pendahuluan
Semua mahluk hidup melakukan pekerjaan.Tumbuh-flora melakukan pekerjaan saat mengangkat air dari akar ke cabang-cabang,hewan melaksanakan pekerjaan dikala berenang ,merayap, dan terbang.Kerja juga terjadi ketika pemompaan darah melalui pembuluh darah dalam tubuh dan pada pemompaan ion-ion melalui dinding sel .Semua kerja ini diperoleh dari pengeluaran energy kimia yang disimpan dalam masakan yang dimakan oleh mahluk hidup.
Termodinamika berasal dari dua kata yaitu thermal (yang berkenaan dengan panas) dan dinamika (yang berkenaan dengan pergerakan).Termodinamika yaitu kajian tentang hubungan,panas, kerja, dan energy dan secara khusus pergeseran panas menjadi kerja.Hukum termodinamika pertama dan kedua dirumuskan pada periode ke-19 oleh para ilmuan tentang peningkatan efisiensi mesin uap.Bagaimanapun hokum ini
ialah dasar mirip hokum fisika lainnya.Mereka membatasi efisiensi amuba atau ikan paus seperti mereka membatasi efisiensi mobil atau tenaga nuklir tumbuhan.
B. Beberapa Siklus dalam termodinamika
Dengan menganggap sejumlah tertentu gas terkandung dalam sebuah silinder yang disusun dengan piston dan thermometer.Dengan menggerakan piston dan memanaskan atau mendinginkan silinder, tekanan P, volume V, dan suhu T dapat diubah.Keadaan termodinamika gas diputuskan dengan memberikan nilai dari variablevariabel termodinamika P,V dan T. Jika variable-variabel dihubungkan oleh persamaan
PV=nRT
Dimana n yaitu jumlah mol gas dan R=8,314 J/K adalah tetapan
gas .Persamaan ini menerangkan bahwa kalau dua variable dimengerti, variable ketiga mampu diputuskan.Hal ini berarti hanya dua variable yang diharapkan untuk menentukan keadaan.Bahkan kalau gas tidak ideal, cuma dua variable yang diperlukan, alasannya terdapat persamaan keadaan yang berhubungan dengan variable-variabel ini.
Siklus termodinamika berisikan urutan operasi/proses termodinamika, yang berjalan dengan urutan tertentu, dan kondisi permulaan diulangi pada final proses. Jika 2 operasi atau proses dilukiskan pada diagram p-v, akan membentuk lintasan tertutup. Karena tempat dibawah setiap kurva ialah kerja yang dilakukan, sehingga kerja netto dalam satu siklus diberikan oleh kawasan yang ditutupi oleh lintasan, seperti ditunjukkan oleh gambar 1.
Gambar 1. Sebuah siklus termodinamika.
Pengetahuan mengenai siklus termodinamika yakni penting di dalam system pembangkit tenaga (mirip mesin bensin, diesel, turbin gas, dll). Mesin-mesin ini menggunakan campuran bahan bakar dan udara untuk operasinya. Karena massa bahan bakar yang digunakan sangat kecil bila ketimbang massa udara, sehingga campuran diasumsikan mengikuti sifat-sifat gas sempurna.
C. Klasifikasi Siklus Termodinamika
Siklus termodinamika, secara umum, mampu diklasifikasikan kedalam dua tipe:
1. Siklus reversibel,
2. Siklus irreversibel.
1. Siklus Reversibel
Sebuah proses, dimana pergantian dalam arah sebaliknya, akan membalik proses seutuhnya, diketahui dengan proses reversibel. Sebagai contoh, bila selama proses termodinamika dari kondisi 1 ke 2, kerja yang dilakukan oleh gas yaitu W1-2, dan kalor yang diserap adalah Q1-2. Sekarang jikalau kerla dilaksanakan pada gas sebesar W1-2 dan mengeluarkan kalor sebesar Q1-2, kita akan menjinjing tata cara kembali dari kondisi 2 ke 1, proses disebut reversibel.
Pada proses reversibel, sebaiknya tidak ada kerugian panas sebab tabrakan, radiasi atau konduksi, dsb. Siklus akan reversibel kalau semua proses yang membentuk siklus ialah reversibel. Maka pada siklus reversibel, kondisi permulaan dicapai kembali pada tamat siklus.
2. Siklus Ireversibel
Sebagaimana telah disebut di atas bahwa jika pergeseran dalam arah sebaliknya, akan membalik proses seutuhnya disebut selaku proses reversibel. Tetapi jikalau perubahan tidak membalik proses, maka disebut proses ireversibel. Pada proses ireversibel, terjadi kerugian panas sebab tabrakan, radiasi atau konduksi. Dalam keadaan di lapangan, sebgai besar proses ialah ireversibel. Penyebab utma ireversibel yaitu :
(1) tabrakan mekanik dan fluida,
(2) perluasan tak tertahan,
(3) perpindahan panas dengan perbedaan temperatur tertentu. Lebih jauh, goresan akan mengganti kerja mekanik menjadi panas.
Panas ini tidak bisa dirubah kembali dalam jumlah yang serupa ke dalam kerja mekanik. Sehingga jika ada ukiran di dalam proses maka proses yakni ireversibel. Sebuah siklus yakni ireversibel bila ada proses ireversibel pada proses-proses pada siklus tersebut. Maka pada siklus ireversibel, keadaan awal tidak didapati pada simpulan siklus.
D. Reversibilitas Proses Termodinamika
1. Isothermal dan Adiabatik
Perlu dicatat bahwa proses atau siklus sarat adalah hal yang ideal. Dalam kondisi bantu-membantu, operasi isotermal atau adiabatik lengkap tidak diraih. Namun demikian kondisi ini mampu diperkirakan. Alasan dari hal tersebut yakni tidak mungkin mentransfer kalor pada temperatur konstan pada operasi isotermal. Lebih jauh, ialah mustahil membuiat silinder non-konduksi pada proses adiabatik. Pada kondisi sesungguhnya, proses isotermal bisa diraih bila proses begitu lambat sehingga kalor yang diserap atau dilepaskan pada laju dimana temperatur tetap konstan. Dengan cara yang serupa, proses adiabatik bisa diraih jika proses terjadi dengan sungguh cepat sehingga tidak ada waktu bagi kalor untuk masuk atau meninggalkan gas.
Dengan persepsi tersebut, proses isotermal dan adiabatik dianggap selaku proses reversibel.
2. Volume konstan, tekanan konstan dan pvn konstan
Kita tahu bahwa temperatur benda panas, yang memperlihatkan panas, tetap konstan selama proses, temperatur zat kerja akan bervariasi dikala proses berjalan. Dalam pandangan ini, ketiga operasi di atas ialah ireversibel. Tetapi hal ini mampu dibentuk mendekati reversibilitas dengan memanipulasi temperatur benda panas beragam sehingga pada setiap tingkatan temperatur zat kerja tetap konstan. Dalam hal ini, proses volume konstan, tekanan konstan dan pvn konstan dianggap selaku proses reversibel.
3.Efisiensi Siklus
Didefinisikan sebagai rasio kerja yang dijalankan terhadap kalor yang disuplai selama siklus. Secara matematik, efisiensi siklus: diberikan yangkalor dikerjakan yang kerja
η=Kerja yang dilakuan/kalor yang diberikan
Karena kerja yang dilaksanakan selama satu siklus yaitu sama dengan kalor yang
diberikan dikurangi dengan kalor yang dilepaskan, efisiensi siklus bisa juga dinyatakan:
η=Kerja yang diberikan – kalor yang dilepaskan
Kalor yang diberikan
3. Siklus Carnot
Siklus di buat oleh carnot, yang ialah ilmuan pertama yang menganalisis urusan efisiensi mesin kalor.Pada mesin carnot, zat kerja melakukan operasi siklus yang terdiri dari dua operasi termal dan dua operasi adiabatik.Diagram P-V da TS dari siklus ditunjukan pada gambar di bawah ini
Mesin yang dibayangkan oleh Carnot memiliki udara (yang dianggap
mempunyai sifat mirip gas sempurna) sebagai zat kerja yang berada di dalam silinder dimana terdapat piston A yang bergerak tanpa goresan. Dinding silinder dan piston adalah non-konduktor, namun dasar silinder B yaitu konduktor dan ditutup oleh epilog terisolasi IC. Mesin diasumsikan melakukan pekerjaan diantara dua sumber dengan kapasitas
yang tak terbatas, satu pada temperatur tinggi dan yang yang lain pada temperatur rendah.
Teorema Carnot ialah pernyataan formal dari fakta bahwa:Tidak mungkin ada mesin yang beroperasi diantara dua reservoir panas yang lebih efisien daripada sebuah mesin Carnot yang beroperasi pada dua reservoir yang serupa. Artinya, efisiensi maksimum yang dimungkinkan untuk sebuah mesin yang menggunakan temperature tertentu diberikan oleh efisiensi mesin Carnot.
Mesin Carnot yaitu mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam sebuah siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Model dasar mesin ini dirancang oleh Nicolas Léonard Sadi Carnot, seorang insinyur militer Perancis pada tahun 1824. Model mesin Carnot lalu dikembangkan secara grafis oleh Émile Clapeyron 1834, dan diuraikan secara matematis oleh Rudolf Clausius pada 1850an dan 1860an. Dari pengembangan Clausius dan Clapeyron inilah konsep dari entropi mulai timbul. Setiap tata cara termodinamika berada dalam keadaan tertentu. Sebuah siklus termodinamika terjadi saat suatu sistem mengalami rangkaian keadaan-kondisi yang berlawanan, dan risikonya kembali ke kondisi semula. Dalam proses melalui siklus ini, tata cara tersebut mampu melakukan perjuangan terhadap lingkungannya, sehingga disebut mesin kalor.
Sebuah mesin kalor bekerja dengan cara memindahkan energi dari kawasan yang lebih panas ke kawasan yang lebih cuek, dan dalam prosesnya, mengganti sebagian energi menjadi perjuangan mekanis. Sistem yang melakukan pekerjaan sebaliknya, dimana gaya eksternal yang dilakukan pada sebuah mesin kalor dapat menyebabkan proses yang memindahkan energi panas dari daerah yang lebih cuek ke energi panas disebut mesin refrigerator.
Pada diagram di bawah ini, yang diperoleh dari tulisan Sadi Carnot berjudul Pemikiran ihwal Daya Penggerak dari Api (Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu), diilustrasikan ada dua benda A dan B, yang temperaturnya dijaga senantiasa tetap, dimana A memiliki temperatur lebih tinggi daripada B. Kita mampu menawarkan atau melepaskan kalor pada atau dari kedua benda ini tanpa mengubah suhunya, dan bertindak sebagai dua reservoir kalor. Carnot menyebut benda A “tungku” dan benda B “kulkas”.[1] Carnot lalu menjelaskan bagaimana kita bisa mendapatkan daya penggagas (perjuangan), dengan cara memindahkan sejumlah tertentu kalor dari reservoir A ke B.
Diagram orisinil mesin Carnot, 1824 Implikasi lain dari teorema Carnot ialah mesin reversibel yang beroperasi antara dua reservoir panas yang sama memiliki efisiensi yang serupa pula. Efisiensi maksimum yang dinyatakan pada persamaan diatas mampu diperoleh kalau dan hanya bila tidak ada entropi yang diciptakan dalam siklus tersebut. Jika ada, maka alasannya adalah entropi ialah fungsi keadaan, untuk membuang keunggulan entropi semoga mampu kembali ke keadaan semula akan melibatkan pembuangan kalor ke lingkungan yang ialah proses irreversibel dan akan menimbulkan turunnya efisiensi. Jadi persamaan diatas cuma menunjukkan efisiensi dari suatu mesin kalor reversible.
E. Sifat – Sifat Hukum Termodinamika I
1. Pengertian Isoterm
Semua kondisi dengan suhu yang sama terletak pada kurva disebut
isotherm.Pada gambar menandakan beberapa Isoterm untuk suhu yang berlawanan:suhu dari isotherm tertentu lebih tinggi dari suhu semua isotherm yang terletak dibawahnya dan lebih rendah dari suhu semua isotherm yang terletak diatasnya.Pada suhu yang tinggi isotherm merupakan kurva yang halus yang ditunjukan oleh persamaan 11.1, namun pada temperature rendah bentuk isotherm lebih komplek sebab gas tidak lagi ideal
2. Pengertian Isotermal
Pada pergantian isothermal suhu dipertahankan supaya konstan(tetap).Hal ini dilaksanakan dengan menempatkan silinder yang dihubungkandengan sumber air pada suhu yang di harapkan (gambar 11.4b).Silinder memiliki dinding yang tipis yang yang dibuat dari bahan yang dapat menghantarkan panas,contohnya tembaga, sehingga panas dengan gampang mengalir secara bolak-balik antara sumber air dan gas.Sumber air cukup besar dengan suhu yang tidak dapat dipengaruhi oleh jumlah pergantian panas dan gas.Selama perluasan isothermal, panas mengalir ke gas untuk menjaga suhu supaya konstan (ingat, suhu gas menurun kalau panas terhalangi untuk mengalir ke gas selama perluasan terjadi).sistem yang menyesuaikan diri isotherm terjadi dari keadaan permulaan A ke kondisi Akhir B
3. Perngertian Adiabatik
Pada pergeseran adiabatic tidak ada panas yang dapat masuk atau keluar dari system.Hali ini karena dikelilingi oleh silinder dengan bahan-materi penyekat seperti asbes atau streafoam (gambar 11.4a).bila gas ideal di kembangkan secara adiabatic, suhu dan tekanan menurun.Sintem tersebut ditunjukan oleh garis penuh AB
4. Pengertian Isokhorik
Pada pergeseran isokhorik volume system dipertahankan biar konstan. Hal ini dilakukan dengan mengapit piston pada posisi tertentu.Keadaan gas diubah dengan memanaskan gas (gambar 11.4c).Ketika piston dipasang,tidak ada kerja yang dijalankan oleh system selama terjadi pergeseran.Sistem mengikuti garis AA’
5. Pengertian Isobarik
Pada pergeseran isobaric,tekanan system diertahankan pada tekanan tertentu. Hal ini dijalankan dengan menggunakan tekanan konstan eksternal ke piston. kondisi gas diubah dengan memanaskan sistem tersebut.
BAB II
HUKUM TERMODINAMIKA I
A. Hukum Termodinamika I
Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan pergantian energi dalam dari suatu metode termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dijalankan kepada sistem. Hukum pertama termodinamika yakni konservasi energi.Secara singkat, hokum tersebut menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi cuma dapat berganti dari bentuk yang satu ke bentuk yang lainnya.Untuk tujuan termodinamik, perlu lebih spesifik dan menguraikan aturan tersebut secara lebih kuantitatif.Termodinamika memperhitungkan kekerabatan antara system S, contohnya gas dalam silinder pada gambar 11.1 dan lingkungan ε di sekelilingnya.Lingkungan ialah segala sesuatu yang ada di luar system yang mampu mempengaruhi system, dimana pada banyak masalah tergolong pada sekeliling system.Sistem dan lingkungan merupakan semesta U.
Energi sestem (Es) adalah jumlah energi kinetik molekul-molekul system
( energi termal) dan energi memiliki potensi atom-atom dalam molekul (energi kimia).Energi Es bergantung pada keadaan system,berganti ketika keadaan berganti.Misalnya,pergeseran isobaric pada gambar 11.4d, sumber panas mengembangkan energi termal system.Jika sumber panas yaitu bagian dari lingkungan, energi Eε lingkungan juga berubah.Hukum pertama termodinamika mengatakan bahwa energi Eu semesta
Eu = Es + Eε
Tidak berubah Ini memiliki arti, bila Es dan Eε ialah energi tata cara dan lingkungan saat tata cara berada pada satu kondisi dan E’s dan E’ε ialah energi dikala system berada pada kondisi lain, maka :
E’s + E’ε = Es + Eε atau (E’s – Es ) + ( E’ε – E ε )
Seperti sebelumnya, delta dipakai sebagai awalan yang berati “perbedaan dalam“ atau „pergantian dari“.Secara spesifik ΔES yakni energi dari keadaan selesai sistem dikurangi energi dari keadaan awal,
ΔES = E’S – ES
Dan ΔES yakni energi selesai lingkungan dikurangi energi permulaan
ΔEε = E’ε – Eε
Hubungan simbol-simbol persamaan 11.2 dapat dituliskan :
ΔES + ΔEε = 0 atau
ΔES = – ΔEε hukum pertama 11.3
Ini ialah perumpamaan matematika yang tepat untuk hukum pertama
termodinamika.Persamaan tersebut dipakai untuk mengkalkulasikan perubahan energy metode bila pergantian energi lingkungan dikenali, dan serbaliknya
1. Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa :
“untuk setiap proses, bila kalor Q diberikan kepada tata cara dan sistem melaksanakan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi dalam ∆U = Q – W “
Makara mampu dikatakan bahwa hukum I termodinamika menyatakan adanya konsep kekekalan energy”.
Energi dalam tata cara merupakan jumlah total semua energi molekul dalam tata cara. Apabila perjuangan dilaksanakan pada tata cara atau metode mendapatkan kalor dari lingkungan, maka energi dalam pada metode akan naik. Sebaliknya energi dalam akan menyusut bila metode melaksanakan usaha pada linngkungan atau metode memberi kalor pada lingkungan. Dengan demikian, pergeseran energi dalam pada sistem yang tertutup merupakan selisih kalor yang diterima dengan usaha yang dilakukan sistem.
∆U = Q – W atau Q = ∆U + W
dengan
∆U : Perubahan energi dalam (J)
Q : Kalor yang diterima/dilepas (J)
W : Usaha (J)
demensi / tanda :
d : + (jikalau energy system bertambah)
– (sebaliknya)
Q : + (bila dQ masuk kedalam system)
– (kalau dQ keluar dari system)
w : + ( kalau volume di kompresi )
– (sebaliknya)
Q : + (bila dQ masuk kedalam system)
– (kalau dQ keluar dari system)
w : + ( kalau volume di kompresi )
– (bila terjadi perluasan volume)
Hukum pertama termodinamika ialah hukum kekekalan energi. Menurut hukum pertama termodinamika, setelah mengalami proses tertentu, metode berganti dari kondisi 1 ke keadaan 2, maka energi-dalamnya berganti dari U1 ke U2. Selama proses itu berlangsung, metode mendapatkan kalor sebanyak Q dan melaksanakan perjuangan sebesar W, sehingga didapat persamaan :
dQ = dU + dW (persamaan 1)
Q = (U2 – U1) + W (persamaan 2)
Baik persamaan 1 ataupun persamaan 2 ialah aturan pertama termodinamika.
Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa energi baka adanya, jika diperhitungkan semua bentuk energi yang timbul. Tidak hanya energi mekanik saja yang harus diperhitungkan, namun juga energi-dalam dan kalor.
Hukum ini menyatakan pula, bahwa usaha tak mampu diperoleh dengan hanya-cuma. Kalau tidak diberi energi dari luar, metode yang melaksanakan usaha itu akan menyusut energi-dalamnya dan pada suatu saat akan habis sehingga sistem akan berhenti.
Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu metode akan bertambah (tata cara akan terlihat mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, bila kalor diambil dari metode, volume dan suhu tata cara akan menyusut (tata cara terlihat mengerut dan terasa lebih cuek). Prinsip ini merupakan aturan alam yang penting dan salah satu bentuk dari aturan kekekalan energi.
Gambar
Sistem yang mengalami pergantian volume akan melakukan perjuangan dan sistem yang mengalami pergantian suhu akan mengalami pergeseran energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan terhadap tata cara akan menyebabkan tata cara melaksanakan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini diketahui selaku aturan kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika. Secara matematis, hukum I termodinamika dituliskan selaku
Q = W + ∆U
Dimana Q yaitu kalor, W yakni usaha, dan ∆U yaitu perubahan energi dalam. Secara sederhana, aturan I termodinamika dapat dinyatakan selaku berikut.
Jika suatu benda (contohnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang memiliki arti diberi kalor Q, benda (krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang mempunyai arti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang, niscaya panas deh!) yang memiliki arti mengalami pergantian energi dalam ∆U.
B. Rumus – Rumus
1. Hukum Termodinamika I
ΔU = Q − W
Keterangan :
ΔU = perubahan energi dalam (joule)
Q = kalor (joule)
W = usaha (joule)
2. Proses-proses
Isobaris → tekanan tetap
Isotermis → suhu tetap → ΔU = 0
Isokhoris → volume tetap (atau isovolumis atau isometric) → W = 0
Adiabatis → tidak terjadi pertukaran kalor → Q = 0
Siklus → daur → ΔU = 0
3. Persamaan Keadaan Gas
Hukum Gay-Lussac
Tekanan tetap → V/T = Konstan → V1/T1 = V2/T2
Hukum Charles
Volume tetap → P/T = Konstan → P1/T1 = P2/T2
Hukum Boyle
Suhu tetap → PV = Konstan → P1V1 = P2V2
P, V, T Berubah (non adiabatis)
(P1V1) / (T1) = (P2V2) / (T2)
Adiabatis
P1V1 γ= P2V2γ
T1V1 γ − 1= T2V2γ − 1
γ = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap → γ = Cp/Cv
Usaha
W = P(ΔV) → Isobaris
W = 0 → Isokhoris
W = nRT ln (V2 / V1) → Isotermis
W = − 3/2 nRΔT → Adiabatis ( gas monoatomik)
BAB III
Contoh perhitungan
Contoh 1
Hitung 
untuk reaksi berikut ( T = 298 K )
untuk reaksi berikut ( T = 298 K ) C3H7OH(l) + 9/2 O2(g) 
CO2(g) + 4 H2O(l)
CO2(g) + 4 H2O(l)
Jika gas O2 dan CO2 pada reaksi di atas di anggap selaku gas ideal, maka pada suhu dan tekanan tetap dengan memakai persamaan gas ideal akan di mampu :
perbedaan jumlah mol gas
produk – nreaktan Pada reaksi di atas 
Makara :
x 10-3 kJ mol K-1 ) (298 K )
kJ /mol
kJ/mol Contoh 2
Panas pembentukan molar tolok ukur 
uap air pada suhu 298 K yakni 
kJ/mol dan 
hidrogen klorida pada suhu yang sama adalah -90 kJ/mol.
uap air pada suhu 298 K yakni kJ/mol dan hidrogen klorida pada suhu yang sama adalah -90 kJ/mol. Hitung panas reaksi pada suhu 298 K :
4 HCL + O2 
2 H2O + 2 Cl2
2 H2O + 2 Cl2
pada 298 K = [ 2 x 
2O) + O ] – [ 4 x (HCL) + O ] = [ 2 x (-240 kJ/mol)] – [4 x (-90 kJ/mol)]
pada 298 K = -120 kJ/mol Soal No. 4
Suatu gas memiliki volume permulaan 2,0 m3 dipanaskan dengan keadaan isobaris sampai volume karenanya menjadi 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut!
(1 atm = 1,01 x 105 Pa)
Pembahasan
Data :
V2 = 4,5 m3
V1 = 2,0 m3
P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa
Isobaris → Tekanan Tetap
W = P (ΔV)
W = P(V2 − V1)
W = 2,02 x 105 (4,5 − 2,0) = 5,05 x 105 joule
Soal No. 2
1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2 , gas helium melakukan usaha luar sebesar….
A. 60 kJ
B. 120 kJ
C. 280 kJ
D. 480 kJ
E. 660 kJ
Pembahasan
Data :
V1 = 1,5 m3
T1 = 27oC = 300 K
T2 = 87oC = 360 K
P = 2 x 105 N/m2
W = PΔV
Mencari V2 :
V2/T2 = V1/T1
V2 = ( V1/T1 ) x T2 = ( 1,5/300 ) x 360 = 1,8 m3
W = PΔV = 2 x 105(1,8 − 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 Kj
Soal No. 5
2000/693 mol gas helium pada suhu tetap 27oC mengalami pergantian volume dari 2,5 liter menjadi 5 liter. Jika R = 8,314 J/mol K dan ln 2 = 0,693 tentukan usaha yang dilaksanakan gas helium!
Pembahasan
n = 2000/693 mol
V2 = 5 L
V1 = 2,5 L
T = 27oC = 300 K
Usaha yang dilaksanakan gas :
W = nRT ln (V2 / V1)
W = (2000/693 mol) ( 8,314 J/mol K)(300 K) ln ( 5 L / 2,5 L )
W = (2000/693) (8,314) (300) (0,693) = 4988,4 joule
Soal No. 6
Mesin Carnot melakukan pekerjaan pada suhu tinggi 600 K, untuk menciptakan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha yang dihasilkan adalah….
A. 120 J
B. 124 J
C. 135 J
D. 148 J
E. 200 J
Pembahasan
η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 %
Hilangkan saja 100% untuk memudahkan perhitungan :
η = ( 1 − 400/600) = 1/3
η = ( W / Q1 )
1/3 = W/600
W = 200 J
BAB IV
KESIMPULAN
Termodinamika adalah bidang ilmu yang mencakup hubungan antara panas dan energy lainnya.
Hukum termodinamika di bagi tiga yakni hokum termodinamika I , hukum termodinamika II dan hukum termodinamika III.
Hukum termodinamika I menyatakan bahwa “ untuk setiap proses, apabila kalor Q diberikan terhadap system dan system melaksanakan perjuangan W, maka akan terjadi perubahan energy dalam ∆U = Q – W “
Sifat-sifat Hukum Termodinamika I ialah Isoterm, Isotermal, Adiabatik, Isokhorik dan Isobarik.
Klasifikasi siklus termodinamika dibagi 2 yakni Siklus Reversibel dan Siklus Irreversibel.