12. Materi Ajar Fisika Hukum Termodinamika

http://www.banksoal.sebarin.com

HUKUM TERMODINAMIKA .
01. cp - cv = R
cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan.
cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan.
02. panas jenis gas ideal pada suhu sedang ,sebagai berikut:
a. Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa :
5
3
  cP  1,67
cP  2 R
cV  2 R
cV
b. Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa :
7
5
  cP  1,4
cP  2 R
cV  2 R
cV



= konstanta Laplace.

03. Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar : W = p.  V
04. Energi dalam suatu gas Ideal adalah : U 

3
n. R. T
2

05.HUKUM I TERMODINAMIKA.
Q= U+ W
 Q = kalor yang masuk/keluar sistem
 U = perubahan energi dalam
 W = Usaha luar.
PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I.
1. Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik.
Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap.

( lihat gambar ).

sebelum dipanaskan

sesudah dipanaskan

Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac
V1 V2

T1 T2

http://www.banksoal.sebarin.com

Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut :

Pemanasan

Pendinginan

 W =  Q -  U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

2. Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )
Pada proses ini volume Sistem konstan. ( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan.

Sesudah dipanaskan.

Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk :
P1 P2

T1 T2
Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut :

Pemanasan
Pendinginan
 V = 0 ------- W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )
 Q = U2 - U1
Q= U
 U = m . cv ( T2 - T1 )

3. Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik.
Selama proses suhunya konstan.
( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan.

Sesudah dipanaskan.

Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE.
P1 V2 = P2 V2

http://www.banksoal.sebarin.com

Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa :

Pemanasan
Pendinginan
T2 = T1 -------------->  U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

W  P1 V1 ( ln

V2
)  P2 V2 (
V1
P
W  P1 V1 ( ln 1 )  P2 V2 (
P2
V
W  n R T1 ( ln 2 )  n R T2
V1
P
W  n R T1 ( ln 1 )  n R T2
P2
ln x =2,303 log x

V2
)
V1
P
ln 1 )

P2
V
( ln 2 )
V1
P
( ln 1 )
P2
ln

4. Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik.
Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0
( lihat gambar )

Sebelum proses
Selama/akhir proses
oleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay
Lussac
PV
PV
1 1

 2 2
T1
T2
Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa :

Pengembangan
 Q = 0 ------ O =  U +  W
U2 -U1 = -  W
T .V1-1 = T .V -1
1

2

2

Pemampatan

W = m . cv ( T1 - T2 )

atau

W=

1

P1 .V1

( V2-1 - V1-1 )

http://www.banksoal.sebarin.com

P1.V1 = P2.V2

06. HUKUM II TERMODINAMIKA.

 

Energi yang bermanfaat
Energi yang dim asukkan
W Q2  Q1

 

Q2
Q2
Q
  ( 1  1 )  100%
Q2
Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula :
T
  ( 1  1 )  100%
T2
T = suhu
η = efisiensi
P = tekanan
V = volume
W = usaha