1 / 14

KONSEP-KONSEP DASAR TERMODINAMIKA

KONSEP-KONSEP DASAR TERMODINAMIKA. Endang Susilowati Prodi Pendidikan Kimia FKIP UNS. KONSEP-KONSEP DASAR TERMODINAMIKA. • Termodinamika mempelajari hubungan antara panas, kerja dan energi serta perubahan-perbahan yang diakibatkannya terhadap si s tem

alta
Download Presentation

KONSEP-KONSEP DASAR TERMODINAMIKA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. KONSEP-KONSEP DASAR TERMODINAMIKA Endang Susilowati Prodi Pendidikan Kimia FKIP UNS

  2. KONSEP-KONSEP DASAR TERMODINAMIKA • Termodinamika mempelajari hubungan antara panas, kerja dan energiserta perubahan-perbahan yang diakibatkannya terhadap sistem • Sistem kesetimbangan dalam termodinamika 1. Kesetimbangan termal 2. Kesetimbangan mekanik 3. Kesetimbangan material Istilah – istilah penting dalam termodinamika kimia : • sistem : bagian dari alam semesta yang kita amati atau yang dipelajari • lingkungan : bagian diluar sistem yang yang masih berpengaruh ataudipengaruhi oleh sistem • Batas (boundary) : bagian yang memisahkan sistem dengan lingkungan.

  3. INTERAKSI SISTEM DAN LINGKUNGAN • Berdasarkan sifat interaksi antara sistem dan lingkungan, sistem dibedakan : • Sistem terbuka, antara sistem dan lingkungan masih terjadi pertukaran energi dan materi ( dq ≠ 0 ; dm ≠ 0) • Sistem tertutup; hanya dimungkinkan adanya perpindahan energi antara sistem dan lingkungan (dq ≠ 0 ; dm = 0) • Sistem terisolasi / tersekat ; tidakdimungkin-kan adanya perubahan materi atau energi (dq = 0 ; dm = 0)

  4. Variabel Termodinamika • Variabel intensif : variabel termodinamika yg tidak tergantung pada jumlah materi. • Contoh: Temperatur, tekanan, massa jenis, titik didih, pH, Tegangan muka, Indeks bias, kekentalan, panas spesifik • Variabel ekstensif : variabel termodinamika yg tergantung pada jumlah materi. • Contoh: massa, Volume, Energi Dalam, Entalpi, entropi

  5. Proses Termodinamika • Proses termodinamika • Operasi yang menyebabkan keadaan sistem berubah • Ada beberapa jenis proses termodinamika : • Proses Isotermis , dT = 0, tidak ada perubahan temperatur sistem • Proses Adiabatik, dq = 0, tidak ada pertukaran panas antara sistem dengan lingkungan • Proses Isobaris , dP = 0, tekanan sistem konstan • Proses Isokoris, dV = 0, tidak ada perubahan volume sistem • Proses Siklis, dU = 0, dH = 0, Sistem melakukan beberapa proses yang berbeda tetapi akhirnya kembali pada keadaan semula • Proses reversibel (Proses dapat balik ) : suatu proses yang berlangsung sedemikian hingga setiap bagian yang mengalami perubahan dikembalikan pada keadaan semula tanpa menyebabkan suatu perubahan lain. • Proses irreversibel (proses tak dapat balik) : proses yang berlangsung dalam satu tahap, arahnya tak dapat dibalik kecuali dengan tambahan energi luar

  6. Fungsi Keadaan dan Fungsi Proses • • Suatu variabel termodinamika dikatakan sebagai fungsi keadaan jika hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir saja, tidak tergantung pada jalannya proses. • Contoh : entalpi (H), energi dalam (U) • • Suatu variabel termodinamika dikatakan sebagai fungsi proses jika besarnya tergantung pada jalannya proses. • contoh : kerja (w) dan Kalor (q) • Suatu variabel termodinamika dapat dibuktikan sebagai fungsi keadaan jika differensialnya bersifat eksak. Sehingga jika differensialnya tidak eksak maka variabel tersebut merupakan fungsi proses.

  7. Differensial eksak • jika z = f(x,y), perubahan kecil z sebesar dx pada y konstan dinyatakan sebagai dz = (∂z/∂x)y dx • jika z = f(x,y), perubahan kecil z sebesar dy pada x konstan dinya- takan sebagai dz = (∂z/∂y)x dy Perubahan z dengan merubah secara serentak dx dan dy dinyatakan: dz = (∂z/∂x)y dx + (∂z/∂y)x dy (1.1) Jika : (∂z/∂y)y = M(x,y) (∂z/∂y)x = N(x,y) Maka persamaan (1.1) menjadi : dz = M(x, y) dx + N(x,y) dy (1.2) Differensial tersebut dikatakan eksak jika dipenuhi : (∂M/∂y)x = (∂N/∂x)y atau (1.3) (∂2z/∂ydx) = (∂2z/∂x∂y) (1.4) Persamaan (1.3) dan (1.4) ditafsirkan sebagai : variabel z sebagai fungsi x dan y jika berubah sebesar dz sebagai akibat perubahan dx dan dy akan mempunyai harga yang sama jika diubah dengan cara : - dx dulu (pada y konstan) , kemudian dy (pada x konstan) atau - dy dulu (pada x konstan), kemudian dx (pada y konstan)

  8. Aturan Rantai Siklis Dari persamaan (1.1): dz = (∂z/∂x)y dx + (∂z/∂y)x dy Pada perubahan yang sangat kecil pada y konstan (dy = 0) menjadi : dzy = (∂z/∂x)y dxy (1.5) Bila dibagi dengan dzy didapat : 1 = (∂z/∂x)y∂xy/∂zy = (∂z/∂x)y(∂x/∂z)y Sehingga : (∂z/∂x)y = 1 / (∂x/∂z)y (1.6) Dari persamaan (1.1) pada z konstan (dz=0) diperoleh : 0 = (∂z/∂x)y dx + (∂z/∂y)x dy Bila dibagi dengan dyz didapat : 0 = (∂z/∂x)y (∂x/∂y)z + (∂z/∂y)x (1.7)

  9. (∂z/∂x)y (∂x/∂y)z = -(∂z/∂y)x = -1 (∂z/∂y)x = -1 / (∂y/∂z)x Atau : (∂z/∂x)y(∂x/∂y)z (∂y/∂z)x = -1 Persamaan 1.8 disebut aturan siklis yang banyak berguna dalam penye- lesaian termodinamika : - (∂z/∂y)x = - (∂z/∂x)y (∂x/∂y)z - (∂z/∂y)x = -(∂z/∂x)y / (∂y/∂x)z - (∂z/∂y)x = - (∂x/∂y)z (∂x/∂z)y

  10. Koefisien Ekspansifitas () dan Koefisien kompresibiltas () • Koefisien ekspansifitas didefinisikan sebagai laju perubahan volumesistem karena pengaruh suhu pada tekanan konstan, dirumuskan:  = 1/V (∂V/∂T)p • Koefisien kompresibilitas didefinisikan sebagai laju perubahan volume sistem yang disebabkan pengaruh tekakan temperatur konstan, dirumuskan: K = -1/V (∂V/∂p)T • Hubungan antara  dan K dinyatakan: /K = (∂p/∂T)V(buktikan!!!)

  11. Soal-soal • Dengan menggunakan perumusan diferensial eksak dan non eksak, tentukan apakah fungsi berikut termasuk diferensial eksak atau non eksak • z = xy3 dengan z = f (x,y) • z = 2y3 + 3x2 dengan z = f(x,y) • V =  r2h dengan V = f (r,h) • Diketahui P = RT/(V-b) dengan V = f(p,T). Buktikan bahwa P, T, V merupakan fungsi keadaan • Tunjukkan bahwa kerja dan kalor adalah fungsi

More Related