Sistem dan Lingkungan Uraian Materi

PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM KELOMPOK KOMPETENSI C 70 Gambar 3.3 Pemuaian gas melawan tekanan luar konstan seperti tekananatmosfer. Gas itu terdapat dalam silinder yang tertutup piston yang dapat bergerak dan tidak bermassa. Kerja yang dilakukan dirumuskan oleh - P∆V Sumber: Chang, General Chemistry, 2003 Contoh soal 1 : Suatu gas memuai dari volume 2,0 L menjadi 6,0 L pada tekanan konstan. Hitunglah kerja yang dilakukan oleh gas jika gas itu memuai : a terhadap ruang hampa dan, b terhadap tekanan luar konstan 1,2 atm Penyelesaian : Diketahui : Kerja yang dilakukan dalam pemuaian gas sama dengan hasil kali tekanan luar dan perubahan volume. V1 = 2,0 L V2 = 6,0 L Ditanyakan : a Kerja w yang dilakukan terhadap ruang hampa b Kerja w yang dilakukan terhadap tekanana luar 1,2 atm Jawab : a Karena tekanan luarnya sama dengan nol, maka kerja yang dilakukan : w = -P . ∆V = -0 atm 6,0 -2,0 L = 0 L atm LISTRIK untuk SMP KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM KELOMPOK KOMPETENSI C Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Kimia SMA 71 b Karena tekanan luarnya adalah 1,2 atm, maka kerja yang dilakukan : w = -P . ∆V = -1,2 atm 6,0 -2,0 L = -4,8 L atm Untuk mengkonversi jawabannya itu ke joule, maka kita tulis : Dimana 1 L atm = 101,3 J , maka : w = -4,8 L atm x 101,3 J 1 L atm = -4,9 x 10 2 J Berdasarkan persamaan ∆E = q + w, menunjukkan bahwa kerja bukanlah fungsi keadaan. Walaupun keadaan awal dan keadaan akhirnya adalah sama untuk a dan b, jumlah kerja yang dilakukan berbeda karena tekanan luarnya berbeda. Kita tidak boleh menuliskan ∆w = w akhir - w awal untuk suatu perubahan. Kerja yang dilakukan bergantung tidak hanya pada keadaan awal dan akhir, tetapi juga pada bagaimana proses itu berlangsung. Komponen lain energi dalam adalah q kalor. Seperti kerja, kalor bukanlah fungsi keadaan. Anggap lah bahwa perubahan dapat terjadi pada suatu sistem dengan dua cara. Pada kasus pertama, kerja yang dilakukan adalah nol, sehingga: ∆E = q 1 + w 1 = q 1 Pada kasus kedua, kerja dilakukan dan kalor dipindahkan, sehingga : ∆E = q 2 + w 2 Karena ∆E sama untuk kedua kasus, perhatikan bahwa keadaan awal dan keadaan akhir adalah sama untuk kedua kasus, maka q 1 ≠ q 2 Contoh Soal 2 : Kerja yang dilakukan ketika suatu gas dimampatkan dalam tabung seperti terlihat pada gambar 3.3 adalah 462 J. Selama proses ini, terdapat perpindahan kalor sebesar 128 J dari gas ke lingkungan. Hitunglah perubahan energi untuk proses ini. PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM KELOMPOK KOMPETENSI C 72 Penyelesaian : Soal ini termasuk penerapan hukum termodinamika pertama Diketahui : w = 462 J q = -128 J perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan Ditanyakan : Hitunglah perubahan energi dalam Jawab : ∆E = q + w, = -128 J + 462 J = 334 J Maka hasil pemampatan dan perpindahan kalor, energi gas meningkat sebesar 334 J. Contoh Soal 3 : Sejumlah kalor 50 joule diberikan ke dalam suatu sistem, sehingga dapat melakukan kerja sebesar 30 joule. Hitunglah perubahan energi dalam untuk proses ini Penyelesaian : Diketahui : q = 50 J w = - 30 J Ditanyakan : Hitunglah perubahan energi dalam Jawab : ∆E = q + w, = 50 J + -30 J = 20 J

3. Entalpi dan Perubahannya

Jika suatu reaksi kimia berlangsung pada volume konstan, maka ∆V=0, sehingga tidak ada kerja P – V yang dihasilkan dari perubahan ini. Berdasarkan persamaan sebelumnya bahwa : ∆E = q - P∆V = q v