BAGIAN 1 Konsep Dasar Termodinamik(Autosaved).pdf

df

1. BAGIAN 1
KONSEP –KONSEP DASAR
TERMODINAMIKA

2. 1.1 SISTEM TERMODINAMIKA
•Setiap benda (zat) disemestaini tidak bisa berdiri sendiri melainkan saling terkait; seperti: mempunyai
tempat, mempunyai suhu, dan mempunyai energi.
•Setiap benda/bahan/zat selalu dilingkupi oleh benda/bahan/zat yang lain
•Suatu benda/bahan/zat yang dilingkupi oleh benda/bahan/zat yang lain dalam termodinamika disebut
sistem.
•Benda/bahan/zat yang melingkupi disebut lingkungan.
•Batas lingkup keduanya disebut dinding.
•Dikatakan dinding nyata apabila yang membatasi sistem dengan lingkungan dapat diamati:
1)gas dalam tabung; gas adalah sistem dan tabung merupakan dindingnya, udara luar dan bahan lain yang
dekat dengan dinding sebagai lingkungan.
2)air dalam botol; udara dalam ban; dll.
•Sedangkandinding khayal adalah batas yang tak teramati antara sistem dengan lingkungan.
1)es mengapung di permukaan air; es merupakan sistem dan permukaan seluruh es yang mengapung itu
merupakan dinding khayalnya.
2)contoh lain adalah air dalam udara (mendung).
•Sistem-sistem demikian ini disebut sistem termodinamik.

3. 1.2 KOORDINAT SISTEM TERMODINAMIK
➢Suatu sistem termodinamik mempunyai sifat-sifat atau keadaan yang keberadaannya ditentukan oleh
besaran-besaran yang bervariasi (variabel).
➢Sistem hidrostatis:tekanan (P), volume (V), dan temperatur (T), untuk.
➢Besaran-besaran tersebut disebut koordinat termodinamik atau koordinat sistem.
➢Oleh karena koordinat termodinamik mempengaruhi dan menentukan sifat atau keadaan sistem, maka
koordinat termodinamik juga disebut variabel keadaan sistem.
➢Jadi koordinat termodinamik = koordinat sistem = variabel keadaan sistem.
➢Ada dua variabel keadaan system: variabel ekstensifdan variabel intensif
➢Variabel ekstensif; variabel keadaan sistem yang dipengaruhi oleh massa total sistem atau jumlah mol
➢Variabel intensif; variabel yang tidak dipengaruhi oleh massa total sistem atau jumlah mol.
➢Sistem hidrostatis:volume (V)–variabelekstensif, dan tekanan(P)–variabelintensif

4. 1.3 KESETIMBANGAN TERMODINAMIK
❑Suatusistemdikatakandalamkeadaansetimbangtermodinamikapabiladalamsistemtersebut
beradadalamkeadaansetimbangmekanik,setimbangtermal,dansetimbangkimia.
❑SetimbangMekanik;dalamsistemtersebuttidakterdapatgayayangtakberimbangyangberaksi
padabagianmanapundarisistemataupadasistemsecarakeseluruhan.
❑SetimbangTermis;dalamsistemtidakmengalamiperbedaantemperaturdiantarabagian-bagiannya
dantidakmengalamiperbedaantemperaturantarasistemdenganlingkungan.
❑SetimbangKimia;dalamsistemtidakmengalamireaksikimiadantidakadaperpindahanunsur
kimiadaribagiansistemyangada.Bahkandengansistemyanglainjugatakterjadireaksikimia
maupunperpindahanunsurkimia.

5. 1.4 TEKANAN DAN TEMPERATUR
TEKANAN
✓Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang menekan tegak lurus dinding persatuan luas.
✓Secara matematis dituliskan sebagai: A
F
P=
✓Sebuah manometer dua kaki terbuka berisi air raksa dengan selisih tinggi permukaannya antara kaki
yang satu dengan kaki yang lain adalah h, dihubungkan dengan tangki berisi gas bertekanan P
✓Bila tekanan udara luar besarnya adalah P
0, maka tekanan gas dalam tangki adalah sebesar:

6. TEMPERATUR
✓Temperatur merupakan sifat(koordinattermodinamik)yang menentukan sistem dalam setimbang
termal dengan sistem lainnya.
✓Temperatur merupakan tingkat (derajat) panas dari suatu benda yang menentukan arah perpindahan
kalor.
✓Temperatur merupakan pensekalaan tingkat panas suatu benda dari tingkat (keadaan) standartnya.
✓Alat ukur temperatur disebut termometer.
✓Termometer ada berbagai macam dan jenisnya, namun semuanya menggunakan prinsip yang sama,
yaitu berdasarkan perubahan sifat-sifat fisis bahan yang digunakan.
✓Secara umum pengolahan skala termometer berdasarkan sifat fisis tersebut dapat dilakukan: Ambil
sifat fisis tersebut adalah X, maka temperatur (T) dari termometer adalah fungsi dari X. Kalau suatu
benda yang diukur adalah setimbang termal dengan termometer, maka temperatur benda tersebut
juga T.
✓Celsius (C); Fahrenheit (F); Reamur(R); Kelvin(K); Renkin(R
K)180
492
100
273
80180
32
100
−
=
−
==
−
=
KRKRFC

7. 1.5 HUKUM KE NOL TERMODINAMIKA
❖Bila ada dua buah kotak berisi gas, A (suhu T
A) dan B (suhu T
B)
❖Kedua kotak tersebut disentuhkan satu sama lain, apa yang terjadi terhadap suhu dari kedua gas tersebut?
❖Bila sekarang tiga buah kotak berisi gas, A (suhu T
A), B (suhu T
B),dan C (suhu T
C)

8. ❖Secara umum dikatakan bahwa dua sistem yang ada dalam kesetimbangan termis dengan sistem
ketiga, maka kedua sistem tersebut juga setimbang termis satu sama lain.
❖Pernyataan tersebut disebut Hukum ke Nol Termodinamika.
❖Tinjau:
SistemAdengankoordinatY,X
BdengankoordinatY’,X’
CdengankoordinatY’’,X’’
❖Dalamkeadaansetimbangtermal:
f
AB(Y,X;Y’,X’)=0,artinyaYX–Y’X’=0
f
AC(Y,X;Y’’,X’’)=0,artinyaYX–Y’’X’’=0
f
BC(Y’,X’;Y’’,X’’)=0,artinyaY’X’-Y’’X’’=0
❖Jikaketigasistemtersebutdalamkeadaansetimbangtermis,maka:
f
AB(Y,X;Y’,X’)=f
AC(Y,X;Y’’,X’’)=f
BC(Y’,X’;Y’’,X’’)=T

9. CONTOH
Sistem A, B, dan C adalahgas dengankoordinatf
A(P,V); f
B(P’,V’); dan f
C(P’’,V’’).
Sistem A setimbang termal dengan sistem C yang memenuhi persamaan:
PV–nbP-P’’V’’=0
Sistem B setimbang termal dengan sistem C yang memenuhi persamaan:
n, b, dan B’ adalah tetapan.
a)Tentukantigafungsiyangsamadengantemperaturempirik.
b)UntukhubunganantarasistemAdanBdalamkesetimbangantermal,tentukanP.0
'
'''''
'''''' =+−
V
VPnB
VPVP

10. T E R I M A K A S I H