50
BAB VII. ENTALPI DAN ZAT MURNI
7.1. Entalpi H
Entalpi H dirumuskan :
PV U
H
7.1 Tinjaulah perubahan entalpi yang terjadi jika sistem mengalami proses infinitesimal
dari keadaan setimbang awal ke keadaan setimbang akhir, diperoleh :
VdP PdV
dU dH
7.2 Dalam bab sebelumnya diketahui ; dQ = dU + P dV, maka
VdP dQ
dH
7.3 Dengan membagi kedua ruas persamaan dengan dT, diperoleh :
dT dP
V dT
dQ dT
dH
Pada tekanan tetap, diperoleh :
P P
P
C T
Q T
H
7.4 Seperti dalam konsep entropi, bahwa perubahan entalpi selama proses isobarik sama dengan
kalor yang dipindahkan, yang dinamakan kalor laten l, yang diukur ketika terjadi perubahan fase pada tekanan tetap, maka :
dT C
Q H
H
P awal
akhir
7.5 Dalam zat murni yang mengalami proses dapat balik infinitesimal, dapat dirumuskan :
VdP TdS
dH
7.6 maka diperoleh :
T S
H
P
dan 7.7
V P
H
S
7.8 Hubungan yang ditunjukkan dalam persamaan 7.7 dan 7.8 memberi petunjuk bahwa sifat
zat murni dapat ditampilkan secara menguntungkan pada diagram yang menggambarkan H sebagai fungsi dari S dan P.
51 Tabel 7.1 Perbandingan antara U dan H
Energi dalam U Entalpi H
Pada umumnya dU = dQ – PdV
V V
C T
U
Pada umumnya dH = dQ + V dP
P P
C T
H
Proses isokhorik U
f
- U
i
= Q
dT C
U U
V i
f
Proses isobarik H
f
- H
i
= Q
dT C
H H
P i
f
Proses adiabtik
dV P
U U
i f
Proses adiabtik
dP V
H H
i f
Pemuaian bebas U
i
= U
f
Proses sernak H
i
= H
f
Untuk gas ideal
tetapan dT
C U
V
Untuk gas ideal
tetapan dT
C H
P
Keadaan setimbang yang berdekatan
T S
U
V
P V
U
S
Keadaan setimbang yang berdekatan
T S
H
P
V P
H
S
7.2. Fungsi Helmholtz
Fungsi Helmholtz sering disebut energi bebas Helmholtz dirumuskan ;
TS U
F
7.9 Untuk proses dapat balik infinitesimal diperoleh :
SdT TdS
dU dF
Karena
PdV dU
TdS
, maka :
SdT PdV
dF
7.10 Kasus I:
Untuk proses isotermik dapat balik, diperoleh :
PdV dF
7.11
PdV F
F
f i
i f
7.12 Jadi perubahan fungsi Helmholtz selama proses isotermik dapat balik sama dengan kerja
yang dilakukan pada sistem.
52 Kasus II :
Untuk proses isokhorik dan isotermik dapat balik, diperoleh :
dF
7.13
tetap F
7.14 Sifat ini sangat banyak digunakan dalam ilmu kimia dan berguna untuk meninjau reaksi
kimia yang berlangsung isotermik dan isokhorik. Peran utama dari fungsi Helmholtz adalah dalam mekanika statistik yang berkaitan erat
dengan fungsi partisi Z tunggu tanggal mainnya. Kembali ke parsamaan 7.9
SdT PdV
dF
Entropi dan tekanannya daat dihitung dengan memakai diferensiasi sederhana :
S T
F
V
dan 7.15
P V
F
T
7.16
7.3. Fungsi Gibbs