hukum termo

Hukum I Termodinamika Fisika Kelas 1 > Teori Kinetik Zat	285
< Sebelum Sesudah >
Hukum ini diterapkan pada gas, khususnya gas ideal PV = n R T P . DV + -V . DP = n R DT Energi adalah kekal, jika diperhitungkan semua bentuk energi yang timbul. Usaha tidak diperoleh jika tidak diberi energi dari luar. Dalam suatu sistem berlaku persamaan termodinamika I: DQ = DU+ DW DQ = kalor yang diserap DU = perubanan energi dalam DW = usaha (kerja) luar yang dilakukan DARI PERSAMAAN TERMODINAMIKA I DAPAT DIJABARKAN: Pada proses isobarik (tekanan tetap) ® DP = 0; sehingga, DW = P . DV = P (V2 - V1) ® P. DV = n .R DT DQ = n . Cp . DT ® maka Cp = 5/2 R (kalor jenis pada tekanan tetap) DU-= 3/2 n . R . DT Pada proses isokhorik (Volume tetap) ® DV =O; sehingga, DW = 0 ® DQ = DU DQ = n . Cv . DT ® maka Cv = 3/2 R (kalor jenis pada volume tetap) AU = 3/2 n . R . DT Pada proses isotermik (temperatur tetap): ® DT = 0 ;sehingga, DU = 0 ® DQ = DW = nRT ln (V2/V1) Pada proses adiabatik (tidak ada pertukaran kalor antara sistem dengan sekelilingnya) ® DQ = 0 Berlaku hubungan:: PVg = konstan ® g = Cp/Cv ,disebut konstanta Laplace Cara lain untuk menghitung usaha adalah menghitung luas daerah di bawah garis proses. Gbr. Isobarik Gbr. Isotermik Gbr. Adiabatik Usaha pada proses a ® b adalah luas abb*a*a Perhatikan perbedaan grafik isotermik dan adiabatik ® penurunan adiabatik lebih curam dan mengikuti persamaan PVg= C. Jadi: 1. jika DP > DV, maka grafik adiabatik. 2. jika DP = DV, maka grafik isotermik. Catatan: Jika sistem menerima panas, maka sistem akan melakukan kerja dan energi akan naik. Sehingga DQ, DW ® (+). Jika sistem menerima kerja, maka sistem akan mengeluarkan panas dan energi dalam akan turun. Sehingga DQ, DW ® (-). Untuk gas monoatomik (He, Ne, dll), energi dalam (U) gas adalah U = Ek = 3/2 nRT ® g = 1,67 Untuk gas diatomik (H2, N2, dll), energi dalam (U) gas adalah Suhu rendah (T £ 100�K) U = Ek = 3/2 nRT ® g = 1,67 ® Cp-CV=R Suhu sedang U = Ek =5/2 nRT ® g = 1,67 Suhu tinggi (T > 5000�K) Tidak mungkin membuat suatu mesin yang bekerja secara terus-menerus serta rnengubah semua kalor yang diserap menjadi usaha mekanis. T1 > T2, maka usaha mekanis: W = Q1 - Q2 h = W/Q1 = 1 - Q2/Q1 = 1 - T2/T1 T1 = reservoir suhu tinggi T2 = reservoir suhu rendah Q1 = kalor yang masuk Q2 =kalor yang dilepas W = usaha yang dilakukan h = efesiensi mesin Untuk mesin pendingin: h = W/Q2 = Q1/Q2 -1 = T1/T2 - 1 Koefisien Kinerja = 1/h U = Ek = 7/2 nRT ® g = 1,67