Hukum Pertama Termodinamika.
1. Perubahan Energi Dalam
a. Proses Isotermal :
Karena pada proses isotermal suhu adalah tetap ( T 0 ) ; dan
dari persamaan Energi dalam gas.
karena T 0 ) maka :
2 U 0
Maka :
Q W n R T ln
b. Proses Isobarik
adalah kalor yang diterima dipergunakan untuk memperbesar energi dalam gas dan melakukan usaha.
c. Proses Isokorik
Pada proses isokorik tidak ada perubahan volume V 0 ) , maka usaha yang dilakukan : ( W 0 ,
maka kalor tersebut dipergunakan untuk menaikkan energi
dalam gas saja .
maka :
d. Proses Adiabatik :
Pada proses adiabatik Q 0 , maka dari persamaan :
2. Kapasitas Kalor.
Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk
menaikkan suhu gas tersebut 1 o C
Kapasitas kalor pada tekanan tetap ( C p ) :
Kapasitas kalor pada volume tetap ( C V ) :
a. Proses Isokhorik :
Pada proses isokhorik tidak ada perubahan volume gas , sehingga usaha yang dilakukan oleh gas adalah nol
Dari persamaan ::
Maka : Q V U
b. Proses Isobarik :
Pada proses isobar tidak terjadi perubahan tekanan ( p 0 )
, maka dari persamaan :
Karena : Q V U maka :
C p Jadi : C V n R C V
Maka :
3. Siklus Carnot dan Efisiensi Mesin :
Adalah suatu siklus yang terjadi dalam mesin Carnot yang terdiri dari empat siklus antara lain :
1. Pemuaian secara isotermis ( A B ).
2. Pemuaian secara adiabatus ( B C )
3. Pemampatan secara isotermis ( C D ).
4. Pemampatan secara adiabatis ( D A ) QP
Usaha yang dilakukan setiap siklus sama dengan kalor yang digunakan persiklus .
W Siklus Q Siklus W Siklus Q 1 Q 2
Daya Guna ( ) :
Adalah perbandingan antara usaha yan bermanfaat dengan kalor
yang masuk
Usaha yang bermanfaat x 100 % Kalor yang masuk
W x 100 % Q 1
x 100 %
) x 100 %
Daya guna mesin kalor dalam prakteknya selalu dibawah 100 % Perbandingan kalor yang dibuang ( Q 2 ) dengan kalor yang diserap ( Q 1 ) pada
prosese pemampatan dan pemuaian secara isotermis ternyata sama dengan prosese pemampatan dan pemuaian secara isotermis ternyata sama dengan
Q 1 T 1 Maka :
Soal Latihan :
1. Suatu gas monoatomik mengalami proses termodinamika seperti grafik berikut ini :
V(lt)
Tentukanlah :
a. Usaha yang dilakukan gas selama proses ABC ?
b. Perubahan energi dalam
c. Kalor yang diserap selama proses ABC
2. Suatu gas ideal diekspansikan secara adiabatis sehingga volumenya menjadi dua kali volume mula-mula . Pada proses tersebut gas melakukan kerja sebesar 1800 J
a. Berapakah kalor yang diterima gas
b. Berapakah besar perubahan energi dalam gas .
3. Dua mol gas monoatomik didinginkan pada tekanan konstan 1 x 10 5 N/m 2
3 sehingga volumenya mengecil dari 0,1 m 3 menjadi 0,05 m . Kemudian gas tersebut mengalami proses ekspansi isotermal sampai volumenya berubah
menjadi 0,1 m 3 .
a. Berapakah usaha yang diterima oleh gas ?
b. Berapakah kalor yang diserap oleh gas ?
4. 4 mol gas monoatomik ( dianggap gas ideal ) pada sebuah mesin mengalami proses reversibel dalam suatu siklus berikut ini :
3 a. Ekspansi isotermal dari volume 0,02 m 3 menjadi 0,04 m pada
temperatur 127 o C
b. Pada volume tetap , gas didinginkan sampai 27 o C.
c. Gas dikompresi secara isotermal pada suhu 27º C sehingga vlumenya
menjadi 0,02 m 3 .
d. Pada volume tetap gas dikompresi sampai kembali kekeadaan semula . Tentukan :
1. Besarnya usaha yang dilakukan mesin dalam suhu siklus ?
2. Cv dan Cp dari gas monoatmik tersebut ?