makalah pemicu 2 kelompok 10

download makalah pemicu 2 kelompok 10

of 36

  • date post

    08-Feb-2016
  • Category

    Documents

  • view

    96
  • download

    10

Embed Size (px)

description

termodinamika, hukum pertama termodinamika

Transcript of makalah pemicu 2 kelompok 10

Sivat PVT Senyawa Murni

Makalah TermodinamikaPemicu 2Hukum Pertama Termodinamika

Kelas Termodinamika SiangKelompok : 10Anggota :Danar Aditya S./ 1206263401Denny Setyadarma/ 1206263351Feizal Ibrahim/1106068415Ratri Kirana Prabaningtyas/1206202154

Fakultas TeknikUniversitas IndonesiaDepok 20141. Daftar semua jenis energi dan contoh masing-masingnya dalam kehidupan nyata !

Energi MekanikEnergi mekanik adalah energi yang muncul karena adanya pergerakan atau perpindahan dari suatu objek. a) Energi Mekanis Gerak (Energi Kinetik)Objek yang bergerak memiliki energi mekanis yang berasal dari pergerakanya, yang biasa disebut dengan energi kinetik. Contoh di kehidupan sehari-hari adalah bola yang dilempar ke udara atau mobil yang dikendarai menuruni jalan.b) Energi PotensialEnergi potensial merupakan energi yang dihasilkan dari perpindahan objek. Energi potensial dapat dihasilkan dari beberapa kasus di kehidupan. Energi potensial dibagi menjadi energi potensial tegangan, energi potensial gravitasi, dan energi potensial listrik.1. Energi Potensial TeganganSaat kita meregangkan atau menekan sebuah per dan melepaskannya, per tersebut akan bergerak kembali ke panjang awalnya. Contoh pada kehidupan sehari-hari adalah per yang teregang atau tertekan yang mempunyai energi potensial tegangan karena memiliki potensi untuk bergerak. 2. Energi Potensial GravitasiSaat baru diangkat dari atas permukaan bumi dan dijatuhkan, terdapat gaya tarik gravitasi antara batu dan bumi yang menyebabkan batu tersebut jatuh ke permukaan tanah. Objek yang diangkat dari permukaan bumi memiliki energi potensial gravitasi. Contoh di kehidupan sehari-hari adalah penjatuhan bola dari ketinggian 5 meter diatas tanah.3. Energi Potensial ListrikEnergi potensial listrik dapat tersimpan disaat muatan listrik positif dan negatif terpisah. Besar dari simpanan energi tergantung pada jumlah muatan yang terpisah dan jarak pisah diantaranya. c) Energi ListrikEnergi listrik dihasilkan dari gaya-gaya yang bekerja antara partikel bermuatan. Gaya-gaya listrik ini muncul disaat partikel bermuatan tersebut berada dalam keadaan diam ataupun bergerak.d) Energi MagnetMuatan yang berubah pada beberapa material tertentu akan menghasilkan gaya-aya magnetis. Gaya magnetis ini merupakan suatu tambahan terhadap gaya-gaya listrik yang muncul saat muatan bergerak. Material magnetis biasa disebut magnet. Magnet dapat menarik atau menolak satu sama lain berdasarkan sama tidaknya muatan mereka karena adanya gaya magnetis. e) Energi ElektromagnetikEnergi elektromagnetik merupakan gabungan dari energi listrik dan energi magnet. Saat vibrasi dari benda menghasilkan energi termal dan energi suara, energi radiasi berasal dari vibrasi-vibrasi benda bermuatan. Energi radiasi adalah nama lain dari energi gelombang elektromagnetik. Contoh di kehidupan nyatanya adalah bagaimana energi matahari sampai ke bumi sebagai gelombang dari energi radiasi. Gelombang radio, gelombng mikro, radiasi inframerah, gelombang cahaya, X-Ray, dan sinar kosmik adalah contoh lain dari gelombang-gelombang energi radiasi.f) Energi KimiaEnergi potensial kimia muncul karena atom dan molekul dapat menghasilkan atau mengambil energi saat membentuk atau melepas ikatan kimia diantaranya.g) Energi Panas (Thermal)Energi pergerakan muncul pada suatu objek karena atom-atom dan molekul-molekul pada objek tersebut bervibrasi secara random. Energi termal adalah energi pergerakan acak dari objek-objek sangat kecil yang melakukan vibrasi. Semakin cepat suatu atom dan molekul pada suatu substansi bervibrasi, maka semakin besar pula energi termal yang dimiliki substansi tersebut dan semakin tinggi pula temperaturnya. h) Energi SuaraSaat atom dan molekul bergetar secara beraturan. getaran tersebut dapat berpindah sebagai suatu gelombang. Suara adalah transmisi dari getaran melalui benda padat, cair, dan gas oleh atom-atom yang bergetar. Saat gelombang suara mencapai gendang telinga, energi pada gelombang suara tersebut membuat gendang telinga bergetar. Kemudian, otak kita akan menginterpretasikan getaran tersebut sebagai suatu suara.i) Energi NuklirPada reaksi nuklir, terdapat energi yang dilepas atau diambil oleh inti atom. Energi tersedia dari inti atom yang sifatnya radioaktif dan mengalami perubahan nuklir.

2. Jenis-jenis kapasitas panas dan definisinya berdasarkan gambar dibawah !Kapasitas KalorKapasitas kalor (heat capacity), biasanya disimbolkan dengan huruf c besar (C), atau biasanya sebagai subscript (C) merupakan suatu kuantitas fisis terukur dari suatu sistem terdefinisi yang menyatakan jumlah panas (yang biasanya diekspresikan dalam satuan Kalori, Kilokalori atau Joule) yang dibutuhkan untuk meningkatkan temperatur sistem sebanyak satu derajat (biasanya suhu ada dalam satuan Celsius atau Kelvin). Nilainya merupakan pembagian antara energi termal per derajat temperatur. Terdapat dua turunan sifat ekstensif dari kapasitas kalor berdasarkan parameter peningkatan temperaturnya, yaitu kapasitas kalor molar dan kapasitas kalor spesifik. Persamaan kapasitas kalor dapat dituliskan sebagai

karena C dipengaruhi nilai Q, yang nilainya bergantung terhadap kondisi proses, nilai C juga kuantitas yang nilainya process-dependent.Kapasitas Kalor MolarKapasitas kalor molar (molar heat capacity) adalah jumlah nilai panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan temperatur satu mol dari substansi sebanyak satu derajat. Biasanya diekspresikan dalam satuan joule per mol per derajat temperatur (Kelvin atau Celsius). Kapasitas Kalor SpesifikJumlah panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan temperatur dari satu gram substansi sebanyak satu derajat adalah definisi dari kapasitas kalor spesifik (specific heat). Biasanya diekspresikan dalam satuan joule per gram per derajat celsius.

Gambar 1. Ilustrasi Kondisi Kapasitas Kalor Kondisi Isokhorik dan IsobarikSumber : Pemicu 2 TermodinamikaDari gambar diatas, dapat dilihat bahwa terdapat dua substansi dalam keadaan berbeda, dimana substansi pertama berada dalam kondisi volume konstan dan substansi kedua berada pada tekanan yang konstan. Berdasarkan definisi kapasitas kalor diatas yang menyebutkan bahwa nilai kapasitas kalor sifatnya process-dependent, kapasitas kalor pada kondisi pertama didefinisikan sebagai kapasitas kalor dalam kondisi volume konstan (Cv), dengan persamaan

Definisi ini mengakomodasi definisi kapasitas kalor molar dan kapasitas kalor spesifik (atau biasanya disebut sebagai specific heat), tergantung dari apakah nilai U adalah nilai internal energi molar atau internal energi spesifik. Untuk kondisi kedua, kapasitas kalornya merupakan kapasitas kalor dalam kondisi tekanan konstan (Cp) dengan persamaan

Dari kedua keadaan diatas sudah diketahui nilai kapasitas kalor kondisinya masing-masing. Untuk kondisi pertama, nilai Cp nya adalah 2,12 kj/ kg oC dan untuk kondisi kedua nilai Cv nya adalah 5,19 kj/ kg oC. Kedua gambar memiliki data yang serupa (m sama, perubahan suhu sama) namun membutuhkan energi yang berbeda dikarenakan kondisi khusus yaitu isokhorik dan isobarik tersebut.3. Jelaskanlah mengapa keduanya (satuan yang umum digunakan pada kapasitas kalor berupa kJ/kgoC dan kJ/kgK) sama dan berikan penjelasan pula untuk satuan kapasitas panas yang terkadang menggunakan basis molar. kJ/kgoC dan kJ/kgK dapat dianggap menjadi suatu satuan yang sama karena satuan Celsius dan Kelvin sama-sama berasal dari dimensi temperatur dengan penghitungan yang menunjukkan nilai selisih, atau delta ( dari suhu awal dan suhu akhir. Perbedaan kedua satuan ini yang terletak pengkonversian temperatur berderajat celsius menjadi kelvin dengan cara menambahkan nilai 273 ke temperaturnya menjadi insignifikan karena misal pada suhu awal 10oC dan suhu akhir 20oC, nilainya delta dalam temperatur bersatuan Kelvin maupun Celsius nilainya akan tetap sama karena perbandingan selisih titik beku dan titik didihnya sama. oC 10 oC = 10 oC K = 10 KUntuk satuan kapasitas panas yang menggunakan basis molar, seperti yang telah dijelaskan di bagian atas adalah salah satu unit intensif dari kapasitas kalor, yaitu kapasitas kalor molar. Kapasitas kalor molar merepresentasikan energi yang dibutuhkan untuk menaikkan satu derajat temperatur untuk satu mol substansi tertentu.4. Jelaskan mengapa ada diskontinuitas dalam plot kapasitas panas air ! Diskontinuitas dalam plot kapasitas air dalam tekanan konstan atau dalam plot Cp terhadap temperatur terjadi karena adanya perubahan fasa. Perubahan fasa ini, dapat menyebabkan perubahan entalpi spesifik karena yang menyebabkan Cp berubah secara signifikan seiring terjadinya perubahan fasa. Hal ini didukung dengan Cp sebagai fungsi dari entalpi.Perhatikan gambar grafik dibawah ini

Gambar 2. Grafik Cpm terhadap TemperaturSumber : Pemicu 2 TermodinamikaPada temperatur 0 sampai sekitar 273 K, Cpm air meningkat dengan kenaikan grafik yang relatif konstan. Kondisi kenyataan air pada suhu tersebut, seperti selayaknya sifat substansi lain yang berada pada suhu dibawah titik beku, fasanya masih berupa es (padatan). Apabila dikatikan dengan grafik diatas dan kenaikannya yang relatif konstan, menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur es, maka Cpm -nya juga akan meningkat. Setelah mencapai suhu 273 K, Cpm air mengalami diskontinuitas dan membuat suatu garis grafik baru yang peningkatannya drastis dari Cpm sebelumnya (diskontinuitas). Peningkatan Cpm in disebabkan oleh terjadinya perubahan fasa air, dari padat (es) menjadi cair(air). Pada 273 K sampai 373 K, Cp air masih berada pada grafik tertinggi yang nilai Cpm -nya sekitar 18 cal/mol K. Pada tahap ini (273-373 K), air berada dalam fasa cair. Pada temperatur 373 K, Cpm air kembali mengalami penurunan drastis (diskontinuitas). Hal ini disebabkan oleh perubahan fase dari cair ke padat. Pada 373 K sampai pada keadaan superheated (T yang sangat tinggi), Cpm air bergerak naik secara konstan.5. Hitung panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 mol gas metana 300-800 K