Kimia Dasar - Termodinamika

1Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

TUGAS KIMIA DASAR II

TERMODINAMIKA

Disusun OlehNAMA YASICA DIEN ARINYNIM DBD 111 0065JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

DEPARTEMEN KEMENTRIAN PENDIDIKAN NASIONAL

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS PALANGKA RAYA


2012

TERMODINAMIKA

11 Pengertian Termodinamika Termodinamika Kimia dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani

hubungan kalor kerja dan bentuk lain dari energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan Erat berkaitan dengan ilmu termodinamika kimia adalah termokimia yang menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukkan larutan

Termodinamika merupakan suatu ilmu pengetahuan yang membahas hubungan antara panas dan kerja yang menyebabkan perubahan suatu zat maksudnya adalah apabila suatu zat atau benda diberi panas (suhunya dinaikkan) maka akan timbul berbagai akibat seperti Gas cairan dan zat padat akan rarr memuai Termo-elemen membangkitkan GGL Kawat-kawat mengalami perubahan daya tahannya

Dalam proses demikian biasanya terdapat suatu pengaliran panas dan bekerjanya suatu gaya yang mengalami perpindahan (panas) dan mengakibatkan terjadinya ldquoUsaha atau Kerjardquo Tujuannya memecahkan persoalan termodinamika dengan menguasai prinsip dasar (dalil persamaan) sistematika pemecahan soal dan defenisi dasar suatu hukum termodinamika

Termodinamika kimia energi dan hukum termodinamika yaitu setiap materi mempunyai energi energi dapat berpindah dari sistem ke lingkungan dan sebaliknya sistem terbagi menjadi system terbuka tertutup dan tersekat suatu sistem terikat pada persamaan keadaan system

Sistem dan lingkunganDalam termodinamika kumpulan benda-benda yang diperhatikan disebut sebagai

sistem sedangkan semua yang ada di sekitarnya disebut dengan lingkungan Suatu sistem berinteraksi dengan lingkungan dalam hal menukarkan kalor Q dan melakukan usaha W

Alam semesta dibagi atas dua bagian sistem dan lingkungan Sistem adalah bagian yang sedang kita kajiselidiki sedangkan lingkungan adalah semua bagian alam di luar system misalnya adalah proses pemuaian gas dalam silinder Sistem adalah gas dalam silinder dan lingkungan adalah silinder beserta semua bagian alam di sekelilingnya

12 Prinsip Termodinamika Prinsip-prinsip Termodinamika dapat disimpulkan dalam 3 Hukum antara lain 1 Hukum Termodinamika ke-Nol

Hukum Termodinamika ke-Nol berkenaan dengan kesetimbangan termal atau Konsep Temperatur (HukumKesetimbangan Termal) yaitu apabila ada dua sistem dimana masing-masing setimbang dengan sistem ketiga maka kedua sistem akan setimbang satu dengan yang lainnya


2 Hukum Termodinamika IHukum Temodinamika I merupakan konsep energi dalam dan menghasilkan prinsip kekekalan energi Menegaskan ke-ekivalenan perpindahan kalor dan perpindahan kerja Hukum 1 Termodinamikna dapat diungkapkan sebagai berikutJika benda A berada dalam keseimbangan panas dengan benda B dan benda B berada dalam keseimbangan panas dengan benda C maka benda A berada dalam keseimbangan panas dengan benda C Hukum Termodinamika I dapat digambarkan sebagai berikut

Usaha Luar dapat dilakukan oleh sistem jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap sistem Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya

W = p∆V= p(V2 ndash V1)Secara umum usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai berikut

Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p ndash V jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p ndash V usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p ndash V hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik 1 L atm = 10132 J

A B B C

CA

Keseimbangan panasKeseimbangan panas

Keseimbangan panas


Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V2 gt V1 sebaliknya gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V2 lt V1 dan usaha gas bernilai negatif

Energi DalamSuatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam Energi dalam gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut Meskipun gas tidak melakukan atau menerima usaha gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopikBerdasarkan teori kinetik gas gas terdiri atas partikel-partikel yang berada dalam keadaan gerak yang acak Gerakan partikel ini disebabkan energi kinetik rata-rata dari seluruh partikel yang bergerak Energi kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas Jadi energi dalam dapat ditinjau sebagai jumlah keseluruhan energi kinetik dan potensial yang terkandung dan dimiliki oleh partikel-partikel di dalam gas tersebut dalam skala mikroskopik Dan energi dalam gas sebanding dengan suhu mutlak gas Oleh karena itu perubahan suhu gas akan menyebabkan perubahan energi dalam gas Secara matematis perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai untuk gas monoatomik

untuk gas diatomik

Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas n adalah jumlah mol gas R adalah konstanta umum gas (R = 831 J molminus1 Kminus1 dan ∆T adalah perubahan suhu gas (dalam kelvin)

Hukum Termodinamika I


ldquo Jika kalor diberikan kepada sistem volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat mengembang dan bertambah panas) Sebaliknya jika kalor diambil dari sistem volume dan suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin)rdquo Prinsip ini merupakan hukum alam yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi

Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam Jadi kalor yang diberikan kepada sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika Secara matematis hukum I termodinamika dituliskan sebagaiQ = W + ∆UDimana Q adalah kalor W adalah usaha dan ∆U adalah perubahan energi dalam Secara sederhana hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang berarti diberi kalor Q benda (krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang pasti panas deh) yang berarti mengalami perubahan energi dalam ∆U

Proses adalah peristiwa perubahan keadaan gas dari satu keadaan awal ke satu keadaan akhir Misalnya mula-mula keadaan gas diungkapkan oleh variable-variabel P1 V1 dan T1 Kemudian nilai variable tersebut adalah P2 V2 dan T2 maka dikatakan gas telah melewati suatu proses Selama mengalami proses pada umumnya terjadi perubahan energi yang dimiliki gas (energi dalam) dan pertukaran energi antara gas dengan lingkungan

Proses IsotermikSuatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan proses ini dinamakan proses isotermik Karena berlangsung dalam suhu konstan tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W)Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p ndash V di bawah ini Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai

Dimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal gas


Proses IsokhorikJika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan gas dikatakan melakukan proses isokhorik Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0) gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV

QV = ∆U

Proses IsobarikJika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan gas dikatakan melakukan proses isobarik Karena gas berada dalam tekanan konstan gas melakukan usaha (W = p∆V) Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp Berdasarkan hukum I termodinamika pada proses isobarik berlaku

Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan

QV =∆UUsaha gas dapat dinyatakan sebagai berikut ini

W = Qp minus QV

Jadi usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (QV)


Proses AdiabatikDalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0) Dengan demikian usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U)Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2 usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai

Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ gt 1)

Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p ndash V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p ndash V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curamMisalkan energi dalam awal gas U1 dan energi dalam akhir U2 maka perubahan energi dalam adalah DU = U2 ndash U1

Dan misalnya pada gas dilakukan kerja oleh lingkungan sebesar W dan aliran masuk kalor ke dalam gas sebesar Q Energi kekal merupakan pertambahan energi dalam gas hanya tejadi karena adanya kerja yang dilakukan lingkungan pada gas dan adanya aliran masuk kalor ke dalam gas


Hukum Termodinamika I (hukum kekekalan energi) dapat dituliskan sebagai berikut DU = W + Q DU positif jika energi dalam yang dimiliki gas bertambah DU negatif jika energi dalam yang dimiliki gas berkurang W positif jika lingkungan melakukan kerja pada gas (sistem) W negatif jika gas (sistem) melakukan kerja pada lingkungan Q positif jika kalor mengalir masuk dari lingkungan ke gas (sistem) Q positif jika kalor mengalir keluar dari gas (sistem) ke lingkungan

3 Hukum Termodinamika II memperlihatkan arah perubahan alami distribusi energi dan memperkenalkan prinsip peningkatan entropi Merupakan hukum kedua (konversienergi dan entropi) antara lain Azas Kelvin-Planck menyatakan bahwa tidak mungkin ada suatu system mesin kalor yang

mengubah panas menjadi 100 kerja selalu ada panas yang dilepaskan ke lingkungan dan tidak mungkin membuat mesin yang menyerap kalor dari reservoir panas dan mengubah seluruhnya menjadi kerja Konsekuansi pernyataan ini adalah tidak mungkin membuat mesin kalor yang memiliki efisiensi 100

Azas Clausius adalah tidak mungkin ada suatu system mesin kalor yang mengalirkan kalor dari reservoir suhu rendah kereservoir suhu tinggi tanpa menerima kerja dan tidak mungkin membuat mesin pendingin yang menyerap kalor dari reservoir bersuhu rendah dan membuang ke reservoir bersuhu tinggi tanpa bantuan kerja dari luar Pernyataan ini memiliki konsekuensi bahwa tidak mungkin merancang mesin pendingin sempurna dengan koefisien unjuk kerja yen

Entropi (s) merupakan fungsi keadaan dan salah satu penentu ke-spontanan reaksi entropi merupakan besarnya kalor reversibel per satuan suhu Entropi mengacu kepada ketidakteraturan system perubahan entropi alam semesta senantiasa positif (salam gt 0)

Hukum kedua termodinamika terkadang dinyatakan sebagai transfer panas dimana

pada transformasi apapun energi cenderung untuk semakin berkurang hingga tak

tersedia cukup energi untuk melakukan kerja yang berhasil Karena kerja yang

berhasil terkait dengan keteraturan hukum kedua termodinamika dapat dinyatakan

sebagai kecenderungan di alam bagi sistem-sistem untuk bergerak ke arah

ketidakteraturan atau keacakan yang semakin meningkatIstilah bagi

ketidakteraturan adalah entropi Entropi meningkat pada proses pelelehan

penguapan dan pelarutan Perubahan entropi (dS) adalah suatu fungsi keadaan

yang merupakan perbandingan perubahan kalor yang dipertukaran antara sistem


dan lingkungan secara reversibel (δqrev) terhadap suhu tertentu T(degC) Persamaan

besarnya entropi dinyatakan sebagai berikut

dS = δqrevT

4 Hukum Termodinamika III (Entropi Kristal Sempurna) yaitu entropi kristal sempurna pada 0 atau k = 0Hukum-hukum Termodinamika didasarkan pada penalaran logis bukti yang membenarkan penggunaan hukum-hukum ini secara menerus diperoleh dari percobaan yang menyetujui akibat-akibatnyaldquoEntropi dari kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak ialah nolrdquo Kristal

sempurna murni pada suhu nol mutlak menunjukkan keteraturan tertinggi yang

dimungkinkan dalam sistem termodinamika Jika suhu ditingkatkan sedikit diatas 0K

entropi meningkat Entropi mutlak selalu bernilai positif

Soo = 0

Entalpi dan Kalor Reaksi Standar

Entalpi adalah perubahan energi kalor suatu sistem kimia yang berlangsung pada

tekanan tetap

q = ∆U ndash W

q = ∆U + P∆V

q = U2 ndashU1 + P(V2 ndashV1)

q = (U2 + PV2) ndash (U1 + PV1)

q = H2 ndash H1

q = ∆H

Entalpi (H) adalah besaran mutlak yang tidak dapat diukur atau ditentukan Pada suatu

proses yang terukur adalah harga dari ∆H Penetuan harga (∆H) tidak bergantung pada

jalannya proses namun hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir proses (∆H

sebagai fungsi keadaan) Nilai ∆H dapat digunakan untuk meramalkan suatu proses

reaksi Bila ∆H gt 0 proses berjalan secara endotermis yaitu sistem menyerap kalor

Bila ∆H = 0 proses berjalan secara adiabatik semua kalor diubah menjadi kerja Bila

∆H lt 0 proses berjalan secara eksotermis yaitu sistem melepaskan kalor

Hubungan-hubungan yang melibatkan entalpi diantaranya adalah ∆H adalah suatu

sifat ekstensif yaitu perubahan entalpi sebanding dengan jumlah zat yang terlibat

dalam reaksi Jika kita gandakan dua kali jumlah zat yang terlibat dalam reaksi maka


perubahan entalpi reaksi juga menjadi dua kali ∆H akan berubah tanda bila arah

reaksi berlangsung sebaliknya

13 Penerapan TermodinamikaPenerapan termodinamika secara teknik (dalam perencanaan) adalah sebagai berikut Refrigerasi dan Pengkondisian Udara Pembangkit Daya Listrik Motor Bakar Sistem pemanasan surya Pesawat Terbang dsb

1 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga UapEnergi kimia atau energi nuklir dikonversikan menjadi energi termal dalam ketel uap atau reaktor nuklir Energi ini dilepaskan ke air yang berubah menjadi uap Energi uap ini digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan energy mekanis yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan generator untuk menghasilkan daya listrik

2 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga AirEnergi potensial air dikonversikan menjadi energi mekanis melalui penggunaan turbin air Energi mekanis ini kemudian dikonversikan lagi menjadi energi listrik oleh generator listrik yang disambungkan pada poros turbinnya

3 Motor Pembakaran DalamEnergi kimiawi bahan bakar dikonversikan menjadi kerja mekanis Campuran udara bahan bakar dimampatkan dan pembakaran dilakukan oleh busi Ekspansi gas hasil pembakaran mendorong piston yang menghasilkan putaran pada poros engkol


Rumus - Rumus MinimalHukum Termodinamika IΔU = Q ndash Wketerangan ΔU = perubahan energi dalam (joule)Q = kalor (joule)W = usaha (joule)

Proses-proses Isobaris rarr tekanan tetapIsotermis rarr suhu tetap rarr ΔU = 0Isokhoris rarr volume tetap (atau isovolumis atau isometric) rarr W = 0Adiabatis rarr tidak terjadi pertukaran kalor rarr Q = 0Siklus rarr daur rarr ΔU = 0

Persamaan Keadaan GasHukum Gay-LussacTekanan tetap rarr VT = Konstan

rarr V1T1 = V

2T2

Hukum CharlesVolume tetap rarr PT = Konstan

rarr P1T1 = P

2T2

Hukum BoyleSuhu tetap rarr PV = Konstan

rarr P1V1 = P2V2

P V T Berubah(non adiabatis)(P

1V

1) (T1) = (P

2V

2) (T2)

(adiabatic)P1V1

γ= P2V2γ

T1V1γ minus 1= T2V2

γ ndash 1

γ = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap rarr γ = C

pCv

UsahaW= P(ΔV) rarr IsobarisW= 0 rarr IsokhorisW= nRT ln (V2 V1) rarr IsotermisW= minus 32 nRΔT rarr Adiabatis ( gas

monoatomik)keterangan T = suhu (Kelvin K)P = tekanan (Pa = Nm2)V = volume (m3)N = jumlah mol1 liter = 10minus3m3

1 atm = 105 Pa (Jika tidak terdapat pada soal diambil nilai ln 2 = 0693)

Mesin Carnotη = ( 1 minus T

r Tt ) x 100 η = ( W Q1 ) x 100W = Q1 minus Q2

keterangan η = efisiensi mesin Carnot ()Tr = suhu reservoir rendah (Kelvin)Tt = suhu reservoir tinggi (Kelvin)W = usaha (joule)Q1= kalor masuk diserap reservoir

tinggi (joule)Q2= kalor keluar dibuang reservoir

rendah (joule)


14 Contoh Soal

1 50 ml larutan HCl 1 M direaksikan dengan 50 ml larutan NaOH 1M dalam calorimeter menyebabkan suhu naik dari 30oC menjadi 365oC Jika kalor jenis larutan sama dengan kalor jenis air 1 = 42 JgroC Tentukan kalor reaksi dan entalpi netralisasi dari HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O( l )

ldquoKalor reaksi (perubahan entalpi) hanya ditentukan oleh keadaan awal dan keadaan akhir reaksi tidak bergantung pada lintasantahapan reaksirdquoHukum Hess atau Hukum Penjumlahan Kalor

2 Suatu gas memiliki volume awal 20 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 45 m3 Jika tekanan gas adalah 2 atm Tentukan usaha luar gas tersebut(1 atm = 101 x 105 Pa)Jawaban V2 = 45 m3

V1 = 20 m3

P = 2 atm = 202 x 105 PaIsobaris rarr Tekanan TetapW = P (ΔV)W = P(V2 minus V1)W = 202 x 105 (45 minus 20) = 505 x 105 joule

3 15 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC Jika tekanan gas helium 2 x 105 Nm2 gas helium melakukan usaha luar sebesarJawaban Data V1 = 15 m3

T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360 KP = 2 x 105 Nm2

W = PΔVMencari V2 V

2T2 = V1T1

V2 = ( V1T1 ) x T2

= ( 15300 ) x 360 = 18 m3

W = PΔV = 2 x 105(18 minus 15) = 06 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ

4 2000693 mol gas helium pada suhu tetap 27oC mengalami perubahan volume dari 25 liter menjadi 5 liter Jika R = 8314 Jmol K dan ln 2 = 0693 Tentukan usaha yang dilakukan gas heliumJawaban


Data n = 2000693 molV2 = 5 LV1 = 25 LT = 27oC = 300 KUsaha yang dilakukan gas W = nRT ln (V2 V1)W = (2000693 mol) ( 8314 Jmol K)(300 K) ln ( 5 L 25 L )W = (2000693) (8314) (300) (0693) = 49884 joule

5 Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K untuk menghasilkan kerja mekanik Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K maka usaha yang dihasilkan adalah (Sumber Soal UN Fisika 2009 P04 No 18)Jawaban η = ( 1 minus T

r Tt ) x 100 Hilangkan 100 untuk memudahkan perhitungan η = ( 1 minus 400600) = 13

η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J

6 Diagram PminusV dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut

Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesarhelliphellip (Sumber Soal UN Fisika 2010 P04 No 17)Jawaban WAC = WAB + WBC

WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ

7 Suatu mesin Carnot jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40 Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K efisiensinya (Sumber Soal SPMB 2004)Jawaban Data pertamaη = 40 = 4 10

Tt = 400 K


Cari terlebih dahulu suhu rendahnya (Tr) hilangkan 100 untuk mempermudah perhitunganη = 1 minus (TrTt)4 10 = 1 minus (Tr400)(Tr400) = 6 10

Tr = 240 KData kedua Tt = 640 KTr = 240 K (dari hasil perhitungan pertama)η = ( 1 minus TrTt) x 100η = ( 1 minus 240640) x 100η = ( 5 8 ) x 100 = 625

8 Perhatikan gambar berikut ini

Jika kalor yang diserap reservoir suhu tinggi adalah 1200 joule tentukanlah a) Efisiensi mesin Carnotb) Usaha mesin Carnotc) Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan

mesin Carnotd) Jenis proses ab bc cd dan daJawaban a) Efisiensi mesin Carnotb) Data

Tt = 227oC = 500 KTr = 27oC = 300 Kη = ( 1 minus TrTt) x 100η = ( 1 minus 300500) x 100 = 40

c) Usaha mesin Carnotd) η = WQ1

410 = W1200

W = 480 joulec) Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan

mesin CarnotQ2 = Q1 minus W = 1200 minus 480 = 720 jouleQ2 W = 720 480 = 9 6 = 3 2


e) Jenis proses ab bc cd dan daab rarr pemuaian isotermis (volume gas bertambah suhu gas tetap)bc rarr pemuaian adiabatis (volume gas bertambah suhu gas turun)cd rarr pemampatan isotermal (volume gas berkurang suhu gas tetap)da rarr pemampatan adiabatis (volume gas berkurang suhu gas naik)

8 Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar P minus V di bawah ini Kerja yang dihasilkan pada proses siklus ini adalahkilojoule

Jawaban W = Usaha (kerja) = Luas kurva siklus = Luas bidang abcdaW = ab x bc W = 2 x (2 x 105) = 400 kilojoule

9 Hubungan Kalor Usaha dan Energi Dalam Tentukan perubahan energi dalam gas

apabila a Gas menyerap kalor 252 J dan serentak melakukan usaha 40 Jmelakukan usaha 40 Jb Gas menyerap kalor 126 J dan serentak melakukan usaha 45 J dilakukan pada gasc Gas melepaskan kalor 588 J tanpa melakukan usaha (volum tetap) melakukan usaha (volum

tetap)d Gas melakukan usaha 45 J tanpa melepaskan dan menerima kalor

10 Hitung ΔH untuk reaksi berikut (T = 298 K)C3H7OH(l) + 92 02(g) 1048774 3 CO2(g) + 4 H2O(l) ΔE = - 2 X 103 kJmolJawaban ΔH = ΔE + PΔVJika gas O2 dan CO2 pada reaksi di atas dianggap sebagai gas ideal maka pada suhu dan tekanan tetap akan didapatkan PΔV = ΔnRTΔn = perbedaan jumlah mol gasΔn = nproduk ndash nreaktanPada reaksi di atas Δn = 3 - 92 = - 32JadiΔH = -2000 + (-32 mol) (8314 X 10-3 kJmol K-1) (298 K)

= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol


15 Daftar Pustaka1 httpindriafatwindariblogspotcom201110termodinamika-kimiahtml2 httpwwwchem-is-tryorgmateri_kimiakimia-anorganik-universitasreaksi-

anorganiktermodinamika___ Siklus Termodinamika

3 httpidwikipediaorgwikiSiklus_termodinamika___ Pengertian Siklus Carnot

4 httpmatematika-ipacompengertian-siklus-carnot-siklus-carnot

___2009 Termodinamika

5 httpbasicsphysicsblogspotcom200909termodinamikahtml

___2010 Kapasitas Kalor

6 httpmasteropikblogspotcom201005kapasitas-kalorhtml

7 Sunardi 2009 Siaga dan Sukses Jelang Ujian Nasional Fisika SMAMA Bandung

YRAMA WIDYA

Rumus - Rumus Minimal


2012

TERMODINAMIKA

11 Pengertian Termodinamika Termodinamika Kimia dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani

hubungan kalor kerja dan bentuk lain dari energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan Erat berkaitan dengan ilmu termodinamika kimia adalah termokimia yang menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukkan larutan

Termodinamika merupakan suatu ilmu pengetahuan yang membahas hubungan antara panas dan kerja yang menyebabkan perubahan suatu zat maksudnya adalah apabila suatu zat atau benda diberi panas (suhunya dinaikkan) maka akan timbul berbagai akibat seperti Gas cairan dan zat padat akan rarr memuai Termo-elemen membangkitkan GGL Kawat-kawat mengalami perubahan daya tahannya

Dalam proses demikian biasanya terdapat suatu pengaliran panas dan bekerjanya suatu gaya yang mengalami perpindahan (panas) dan mengakibatkan terjadinya ldquoUsaha atau Kerjardquo Tujuannya memecahkan persoalan termodinamika dengan menguasai prinsip dasar (dalil persamaan) sistematika pemecahan soal dan defenisi dasar suatu hukum termodinamika

Termodinamika kimia energi dan hukum termodinamika yaitu setiap materi mempunyai energi energi dapat berpindah dari sistem ke lingkungan dan sebaliknya sistem terbagi menjadi system terbuka tertutup dan tersekat suatu sistem terikat pada persamaan keadaan system

Sistem dan lingkunganDalam termodinamika kumpulan benda-benda yang diperhatikan disebut sebagai

sistem sedangkan semua yang ada di sekitarnya disebut dengan lingkungan Suatu sistem berinteraksi dengan lingkungan dalam hal menukarkan kalor Q dan melakukan usaha W

Alam semesta dibagi atas dua bagian sistem dan lingkungan Sistem adalah bagian yang sedang kita kajiselidiki sedangkan lingkungan adalah semua bagian alam di luar system misalnya adalah proses pemuaian gas dalam silinder Sistem adalah gas dalam silinder dan lingkungan adalah silinder beserta semua bagian alam di sekelilingnya

12 Prinsip Termodinamika Prinsip-prinsip Termodinamika dapat disimpulkan dalam 3 Hukum antara lain 1 Hukum Termodinamika ke-Nol

Hukum Termodinamika ke-Nol berkenaan dengan kesetimbangan termal atau Konsep Temperatur (HukumKesetimbangan Termal) yaitu apabila ada dua sistem dimana masing-masing setimbang dengan sistem ketiga maka kedua sistem akan setimbang satu dengan yang lainnya






A B B C

CA


Keseimbangan panas




untuk gas diatomik











QV = ∆U




W = Qp minus QV

























dS = δqrevT





Soo = 0



tekanan tetap

q = ∆U ndash W

q = ∆U + P∆V


q = (U2 + PV2) ndash (U1 + PV1)

q = H2 ndash H1

q = ∆H






















rarr V1T1 = V

2T2


rarr P1T1 = P

2T2


rarr P1V1 = P2V2


1V

1) (T1) = (P

2V

2) (T2)

(adiabatic)P1V1

γ= P2V2γ


γ ndash 1


pCv








rendah (joule)


14 Contoh Soal




V1 = 20 m3



T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360 KP = 2 x 105 Nm2


2T2 = V1T1

V2 = ( V1T1 ) x T2

= ( 15300 ) x 360 = 18 m3

W = PΔV = 2 x 105(18 minus 15) = 06 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ






η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J



WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ


Tt = 400 K









410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA







A B B C

CA


Keseimbangan panas




untuk gas diatomik











QV = ∆U




W = Qp minus QV

























dS = δqrevT





Soo = 0



tekanan tetap

q = ∆U ndash W

q = ∆U + P∆V


q = (U2 + PV2) ndash (U1 + PV1)

q = H2 ndash H1

q = ∆H






















rarr V1T1 = V

2T2


rarr P1T1 = P

2T2


rarr P1V1 = P2V2


1V

1) (T1) = (P

2V

2) (T2)

(adiabatic)P1V1

γ= P2V2γ


γ ndash 1


pCv








rendah (joule)


14 Contoh Soal




V1 = 20 m3



T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360 KP = 2 x 105 Nm2


2T2 = V1T1

V2 = ( V1T1 ) x T2

= ( 15300 ) x 360 = 18 m3

W = PΔV = 2 x 105(18 minus 15) = 06 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ






η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J



WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ


Tt = 400 K









410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA





untuk gas diatomik











QV = ∆U




W = Qp minus QV

























dS = δqrevT





Soo = 0



tekanan tetap

q = ∆U ndash W

q = ∆U + P∆V


q = (U2 + PV2) ndash (U1 + PV1)

q = H2 ndash H1

q = ∆H






















rarr V1T1 = V

2T2


rarr P1T1 = P

2T2


rarr P1V1 = P2V2


1V

1) (T1) = (P

2V

2) (T2)

(adiabatic)P1V1

γ= P2V2γ


γ ndash 1


pCv








rendah (joule)


14 Contoh Soal




V1 = 20 m3



T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360 KP = 2 x 105 Nm2


2T2 = V1T1

V2 = ( V1T1 ) x T2

= ( 15300 ) x 360 = 18 m3

W = PΔV = 2 x 105(18 minus 15) = 06 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ






η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J



WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ


Tt = 400 K









410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA










QV = ∆U




W = Qp minus QV

























dS = δqrevT





Soo = 0



tekanan tetap

q = ∆U ndash W

q = ∆U + P∆V


q = (U2 + PV2) ndash (U1 + PV1)

q = H2 ndash H1

q = ∆H






















rarr V1T1 = V

2T2


rarr P1T1 = P

2T2


rarr P1V1 = P2V2


1V

1) (T1) = (P

2V

2) (T2)

(adiabatic)P1V1

γ= P2V2γ


γ ndash 1


pCv








rendah (joule)


14 Contoh Soal




V1 = 20 m3



T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360 KP = 2 x 105 Nm2


2T2 = V1T1

V2 = ( V1T1 ) x T2

= ( 15300 ) x 360 = 18 m3

W = PΔV = 2 x 105(18 minus 15) = 06 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ






η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J



WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ


Tt = 400 K









410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA

























dS = δqrevT





Soo = 0



tekanan tetap

q = ∆U ndash W

q = ∆U + P∆V


q = (U2 + PV2) ndash (U1 + PV1)

q = H2 ndash H1

q = ∆H






















rarr V1T1 = V

2T2


rarr P1T1 = P

2T2


rarr P1V1 = P2V2


1V

1) (T1) = (P

2V

2) (T2)

(adiabatic)P1V1

γ= P2V2γ


γ ndash 1


pCv








rendah (joule)


14 Contoh Soal




V1 = 20 m3



T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360 KP = 2 x 105 Nm2


2T2 = V1T1

V2 = ( V1T1 ) x T2

= ( 15300 ) x 360 = 18 m3

W = PΔV = 2 x 105(18 minus 15) = 06 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ






η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J



WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ


Tt = 400 K









410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA













rarr V1T1 = V

2T2


rarr P1T1 = P

2T2


rarr P1V1 = P2V2


1V

1) (T1) = (P

2V

2) (T2)

(adiabatic)P1V1

γ= P2V2γ


γ ndash 1


pCv








rendah (joule)


14 Contoh Soal




V1 = 20 m3



T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360 KP = 2 x 105 Nm2


2T2 = V1T1

V2 = ( V1T1 ) x T2

= ( 15300 ) x 360 = 18 m3

W = PΔV = 2 x 105(18 minus 15) = 06 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ






η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J



WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ


Tt = 400 K









410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA



14 Contoh Soal




V1 = 20 m3



T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360 KP = 2 x 105 Nm2


2T2 = V1T1

V2 = ( V1T1 ) x T2

= ( 15300 ) x 360 = 18 m3

W = PΔV = 2 x 105(18 minus 15) = 06 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ






η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J



WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ


Tt = 400 K









410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA






η = ( W Q1 ) 13 = W600

W = 200 J



WAC = 0 + (2 x 105)(35 minus 15)= 4 x 105 = 400 kJ


Tt = 400 K









410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA










410 = W1200











= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA










= -2000 - 372 kJmolΔH = -200372 kJmol











YRAMA WIDYA












YRAMA WIDYA


Kimia Dasar - Termodinamika

Documents

Transcript of Kimia Dasar - Termodinamika