3/4/2015

1

KONSEP DASAR THERMODINAMIKA

Kuliah 2

Sistem thermodinamika

Bagian dari semesta (alam) di dalam suatubatasan/lingkup tertentu.

Batasan ini dapat berupa: Padat, cair dan gas.

Karakteristik makroskopis : suhu, tekanan

Sistem dan lingkungannya

3/4/2015

2

SISTEM TERMODINAMIKA

SISTEM

dinding

Sekeliling/Sorounding

Keseluruhan/Semesta

Jenis sistem

M & E M E

Sistem terisolasi Sistem terbuka Sistem tertutup

(volume atur) (massa atur)

3/4/2015

3

Tugas 1

Contoh sistem terisolasi, sistem tertutup dan terbuka

Penilaian :

Narasi 50

Gambar 25

Pembahasan 15

Kerapian (cover, pustaka, tidak banyak salah ketik ) 10

Maks 3 Lembar isi

Setiap 2 orang

Volume Atur

Melibatkan massa keluar masuk sistem

Contoh pemanas air, radiator mobil, turbin dankompresor

Batas volume atur disebut permukaan atur yang merupakan batas riil atau imajiner

3/4/2015

4

Kondisi steady state

Tidak berubah terhadap waktu

Kondisi tetap

Contoh bahan di dalam refrigerasi

Bahan dalam radiator

Prinsip konservasi massa

3/4/2015

5

Kecepatan aliran massa

kg/dt

m3/dt

Konservasi energi

Energi yang masuk= energi keluar

3/4/2015

6

11

DASAR TEORI TERMODINAMIKA

1. Semua benda mempunyai energi dan energitersebut tidak bisa diciptakan dan dimusnahkan

2. Terdapat kecenderungan bahwa energi akanmengarah pada keadaan seimbang

3. Suatu keadaan seimbang dapat diuraikan olehkarakteristik yang dapat diamati

Dimensi dan Satuan

Dimensi utama : panjang, massa, waktu

Dimensi kedua : kecepatan, luas, gaya

Satuan dasar : satuan SI dan satuan Inggris

Sistem SI (Sytme Inernational dUnits)panjang : m massa : kg waktu : detik

Gaya : Newton F = ma

1 N = (1 kg)(1 m/s2) = 1 kg.m/s2

3/4/2015

7

Sifat Ekstensif dan Intensif

Sifat Ekstensif : Merupakan penjumlahan, dipengaruhi sistem dan berubah

menurut waktu : Massa

Volume

Energi

Sifat Intensif : Tidak dapat dijumlahkan, tidak dipengaruhi ukuran sistem :

Volume spesifik

Tekanan

Temperatur

3/4/2015

8

Sifat terukur dlm thermodinamika

Volume spesifik

= V/m m3/kg atau cm3/g

= 1/

Basis molar n = m/M M = kg/kmol

= M

Tekanan

p= F/A

Satuan 1 pascal = 1N/m2

Satuan turunan 1 kPa = 103 N/m2

1 bar = 105 N/m2

1 MPa = 106 N/m2

Tekanan absolut1 atm = 1.01325 x 105 N/m2

p (gauge) = p(absolut) p atm(absolut)p (vakum) = p atm (absolut) p (absolut)

3/4/2015

9

Temperatur

Setelah sekian lama

tidak ada lagi perubahan pada masing-masing benda

terjadi keseimbangan termal.

Bila dua benda mengalami keseimbangan termal ketika kontak, maka dua benda tersebut memiliki temperatur yang sama.

(Berlaku sebaliknya) bila dua buah benda memiliki suhu sama, makaketika kontak akan terjadi keseimbangan termal.

Hukum Thermodinamika 0

A B C

Bila dua benda (misal A & B) secara terpisah masing-masing mengalami keseimbangan termal denganbenda ketiga (C), maka kedua benda tersebut jugadalam keseimbangan termal.

Statemen Hukum Termodinamika ke-0

Merupakan prinsip dasar untuk pengukuran temperatur.

Pelajari K, oC, oR, oF

3/4/2015

10

Keseimbangan Termodinamika

Terpenuhi apabila terjadi tiga keseimbangansekaligus:

Keseimbangan Termal : setelah semua suhu samapada setiap titik.

Keseimbangan Mekanik : setelah tidak ada lagigerakan, ekspansi atau kontraksi

Keseimbangan Kimia : setelah semua reaksi kimiaberlangsung

proses-proses isokhorik/isovolumik, isobarik danisotermal

proses reversibel

proses irreversibe

3/4/2015

11

Proses Isotermal

Misalkan suatu gas ideal berada pada kontainer dengan piston yang bebas bergerak Saat awal keadaan sistem (gas) pada titik A Ketika Q diberikan pada sistem terjadi ekspansi ke B Temperatur (T) dan massa gas (m) konstan selama proses

0TRnU23

==

Hk. Termodinamika ke-1: U = Q W = 0

W = QW = QW = QW = Q

Proses Adiabatik

Selama proses tidak terjadi transfer panas yang masukatau keluar sistem

Proses adiabatik terjadi pada sistem terisolasi atau dapat terjadi pada sistem yang mempunyai proses yang sangat cepat

Hk. ke-1: U = Q W = 0

Q = 0

U = U = U = U = ---- WWWW

3/4/2015

12

Perbedaan Diagram PV untuk gas Ideal antara proses adiabtik ( 1 2 ) dan isotermal

Contoh Proses adiabatikContoh Proses adiabatikContoh Proses adiabatikContoh Proses adiabatik

Piston motorPiston motorPiston motorPiston motor

Proses Adiabatik

Proses Isobarik

Selama proses tidak terjadi perubahan tekanan pada sistem

Pada umumnya terjadi pada sistem yang mempunyai kontak langsung dengan tekanan atmosfer bumi yang dianggap konstan (misal: reaksi biokimia)

3/4/2015

13

Proses Isokhorik

Selama proses volume sistem tidak mengalami perubahan

Disebut juga proses: volume konstan, isometrik, isovolumik

Proses ini terjadi pada sistem yang mempunyai volume (wadah) yang kuat, tertutup dan tidak dapat berubah

Hk. ke-1: U = Q W = 0

V = 0 , jadi W = 0

U = QU = QU = QU = Q

kerja

3/4/2015

14

Home work for next week with reward of 10 for assignment

3/4/2015

15