hukum thermodinamika
TRANSCRIPT
HUKUM PERTAMA
Walaupun energi dapat di rubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain, namun energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.Total energi dari suatu sistem dan lingkungan adalah tetap dalam tiap proses.
wqdE
WQE
ΔE : kenaikan energi dalamQ : panas yang diabsorpsiW : kerja yang dilakukan
sistem
PROSES ISOTHERMAL ADIABATIK
ISOTHERMAL :Jika suhu dijaga selama proses
ADIABATIK :Jika pada reaksi tidak ada panas yang dilepaskan atau diperoleh selama prosesq=0, w=-dE
W = P. A. h
Pertambahan
volume
Total daya
W = P. ΔV
Kerjaekspansi
W = P(V2-V1)
ENERGI DALAM :Energi dalam yang membentuk molekulEnergi kinetik translasiEnergi vibrasiEnergi potensial akibat daya antar molekulEnergi rotasi
Satu mol air dalam kesetimbangan dengan uapnya dirubah menjadi uap pada 100oC dan 1 atm. Panas yang diabsorpsi dalam proses ini yaitu panas penguapan air pada 100oC, sekitar 9720 kal/mol.Berapakah harga Q, W dan ΔE?Diketahui volume 1 mol air pada 100oC sekitar 0,018 liter.
kal/mol 8979,304kal/mol 740,696-kal/mol 9720W-QE
kal/mol 740,696kal/mol22,24.582,30
atm. 30,582) 0,018 - (30,6 atm1)(
6,30atm1
)der273100.(.mol.atm.der0821,0.
12
11
2
lllVVPW
ll
P
TRV
JAWAB :
Gas mengembang sebesar 0,5 liter terhadap tekanan konstan dari 0,5 atm pada 25oC.Berapa kerja (erg) yang dilakukan sistem? Diketahui 1 atm=1,01325.106
dyne.cm-2
HUKUM PERTAMA THERMODINAMIKA DAN GAS IDEAL
2
1maks P
P log...303,2 TRnW
Berapa kerja maksimum yang dilakukan dalam suatu ekpansi isothermal reversibel dari 2 mol gas ideal dari 1 menjadi 5 liter pada 25oC?
1
2
1
2
log...303,2
ln...
V
VTRn
V
VTRnWmaks
Berdasarkan hukum Boyle maka kerja maksimal dalam suatu ekspansi isothermal reversibel dapatdinyatakan dalam bentuk tekanan, sehingga
2
1
1
2
P
P
V
V
2
1log...303,2P
PTRnWmaks
2
12
2
12
1
2
1
2
2
12
2
QEfisiensi sehingga
Q
Q
penyerapatau dingin reservoir padaan dikembalik yang panas Q1
panas,sumber dari panas Q2 kerja,adalah W Q
W
kerja menjadidirubah bisa tidak panas maka 1bilaQ
WmesinEfisiensi
T
TT
Q
Q
T
T
Q
EFISIENSI :
Jika T2=T1, siklusnya adalah iisothermal dan efisiensi sama dengan nol, panas secara isothermal tidak tersedia untuk dirubah menjadi kerja
Suatu mesin uap bekerja pada suhu 373oK dan 298oK. Berapa efisiensi teoritis mesin? Jika mesin disuplai dengan 1000 kal dari panas Q2, berapa kerja teoritis dalam erg?
erg 8,41.10 erg/kal 4,184.10 x kal 200 kal 200
kal 200 20% x 1000 W
20% %100373
298373
Q
W Efisiensi
: JAWAB
97
2
x
ENTROPI (S)
2
212
2
12
2
22
2
12
2
T
QTQ W
T
TQ
T
TQ W
T
TT
Q
W
Q2/T2 adalah perubahan entropi dari proses reversibel pada T2Q1/T1 adalah perubahan entropi pada T1
1
2p
1
2p
sistem total
1
rev 1
2
rev 2
12
T
T logC 2,303
T
Tln C S
0 S elirreversib proses Dalam
0 lingkungan S sistem S sistem totalS
T
Q-
T
Q siklus ΔS
S S siklus S
Berapa perubahan entropi yang menyertai penguapan 1 mol air dalam keseimbangan dengan uapnya pada 25oC? Dalam proses isothermal reversibel ini, panas penguapan ΔHv yang dibutuhkan untuk menguap cairan menjadi uap adalah 10500 kal/mol.
Hitung perubahan entropi dalam perubahan irreversibel 1 mol air menjadi kristal air pada -10oC pada tekanan tetap lalu ubah menjadi es pada 0oC dan akhirnya dinginkan es secara reversibel pada -1ooCKapasitas panas air adalah 18 kal/der dan es 9 kal/der.
0oC) H2O(l,
67,0T1
T2ln CpS 0oC) (L, H2O 10oC)- (l, H2O
rkal/mol.de 0,19 5,10 4,91- S SS
rkal/mol.de 10,5263,2
1343
T
q- S
rkal/mol.de -4,91S C)10- (s, OH C)(l,-10 OH
______________________________________________
32,0T1
T2ln CpS C)(s,-10 OH C)0 (s, OH
26,5T
qS C)(s,0 OH C)(l,0 OH
67,0T1
T2ln CpS C)(l,0 OH C)(l,-10 OH
:
bakOHtotal
revbak
o2
o2
o2
o2
revo2
o2
o2
o2
2
JAWAB
HUKUM THERMODINAMIKA KETIGA
Entropi zat murni berbentuk kristal adalah nol pada nol absolut karena penataan kristal akan menunjukkan keteraturan tinggi pada suhu ini
T
0
p
T
0
p C2,303dTT
CΔS
FUNGSI ENERGI BEBAS DAN APLIKASI
VPWΔF
E)-QWI Therm(Hk QΔESTΔEΔA
P.VAF
P
PT.log2,303.n.R.
P
Pn.R.T.lnΔF
maks
1
2
1
2
A : Fungsi kerjaΔF : Perubahan Energi Bebas
FUNGSI
BATASAN TANDA FUNGSI
SPONTAN TDK SPONTAN
KESEIMBANGAN
TOTAL SISTEM
ΔS ΔE=0, ΔV=0 + ATAU >0 - ATAU <0 0
ΔF ΔT=0, ΔP=0 - ATAU <0 +ATAU >0 0
ΔA ΔT=0, ΔV=0 - ATAU <0 +ATAU >0 0