Daerah 2, 4, 8Daerah fase campuran nampak didiagram PV, sehingga perbandingan (jumlah) masing-masing fase dapat diketahui

- Pada Garis putus-putus menunjukan suhu T sama (Isoterm)

-Titik1= fase 100% cairan tapi siap berubah jadi uap bila diberi kalor

-Titik2= fase100% uap siap mencair bila didinginkan

- Titik3=Zat pada campuran fase

uapcair

Garis 1-2 Mendatar menunjukan proses penguapan (cair-uap) dan sebaliknya proses pencairan (uap-air). Terjadi pada Ttetap dan Ptetap , namun volume berubah dg sangat cepat. Vuap >>>Vcair.

Garis 0-1 Fase cair pada Ttetap arahnya vertical, artinya P pada Ttetap fase cair tidak terlalu berpengaruh pada volume fase cair.

Cairan Zat incompresible, volume hampir tetap pada perubahan PT

Bandingkan dg garis 2-T2 difase uap sangat landai. Volume sangat besar bila PT diubah pada fase gas/uap. Volume fase uap/gas sangat mudah berubah terhadap perubahanPT

Fase cair = Panjang garis 2-3Fase uap Panjang garis 1-

Garis 1-2 Relative Horisontal Artinya : Penguapan/pencairan terjadi pada PT tetap. Garis yang sama difase cair, terlihat hampir tegak dan berdekatan.Artinya : Pada fase cair, bila P diubah, T diubah tidak terlalu berpengaruh terhadap V fase cairUap titik 1 cairan jenuhUap titik 2 uap jenuhUap titik 3 uap superheatedCairan jenuh selalu terletak di PVT tertentu : P1V1T1

Demikian pula untuk uap jenuh

PVT• Hubungan antara PVT suatu zat yg dinyatakan dengan

persamaan yang disebut Equation Of State (EOS)• Bila gas yg ditinjau adalah Gas nyata maka EOS-nya

bisa bermacam-macam• EOS yg sederhana bia menganggap gas mengikuti

Hukum Gas Ideal

EOS Gas Ideal Hasil penelitian didapat pernyataan bahwa sifat-sifat

zat akan sama bila P~0 Gas ideal adalah keadaan/sifat gas yg didekati atau

dimiliki oleh gas yg Pnya P~0

Pada P>>>terlihat nilai PV gas berbeda-beda

EOS Gas Ideal Dikembangkan model gas ideal dan EOS untuk gas

ideal yg bentuknya sangat sederhana dan mudah dalam perhitungan untuk keperluan praktek/keteknikan.

Hasil perhitungan didapatkan dengan EOS Ideal EOS gas ideal dapat dikembangkan untuk menyusun/

menjadi dasr untuk EOS gas riel/nyata Model gas ideal didekati oleh gas yg mempunyai P~0

sehingga:

1. jarak antara molekul gas menjadi tak terhingga dibanding ukuran molekul

2. Volume molekul diabaikan (sangat kecil dibanding volume total)

3. Gaya antar molekul=0(jarak antar mol jauh)

Bentuk EOS Gas Ideal

V= spesifik volume= Volume/mol

V= Volume total

Proses perubahan gas seperti proses mekanik reversibel non flow dikaitkan dengan model/ EOS Gas Ideal.

Proses V tetap (Isokhorik)

P. V = R. T

P. V = n. R. T

dU = dQ = Cv dT

ΔU = ΔQ =

Proses P tetap (Isobarik)

Karena ΔH = U + PV = U + RT gas ideal

dH = dU + R dT

Cp. dT = Cv dT + R dT

Cv = Cp + R

= γ Rasio Kapasitas panas

Proses T tetap (Isotermal)

dH = dQ = Cp dTΔH = ΔQ =

ΔT=0 ΔU = 0 ΔU = Q+W Q = ־W

Perhitungan KerjaYang dibahas adalah perhitungan kerja yang terjadi pada sistem tertutup dan sistem terbuka

Sistem TertutupKerja dalam sistem tertutup dapat dinyatakan sebagai kerja yg diakibatkan oleh beda tekanan/perubahan volume.

Sebagai contoh dalam sebuah silinder:

P = Tekanan aksi

A = Luas penampang F = - PA dS = d(V/A)

KERJA• Cara Integrasi I

• Cara Integrasi II dengan Kurva

Sistem Tertutup

KAPASITAS PANASKapasitas panas (C) didefinisikan sebagai:

“ Panas (Q) yang diperlukan/ dilepaskan oleh suatu zat sebanyak 1 satuan massa,agar suhu satuan tersebut naik/ turun 1 satuan Temperatur”

Definisi:

Hubungan Cp dengan Cv:

Untuk Gas Ideal

Untuk Gas Ideal beratom 1

Untuk Gas Ideal beratom 2

Cp = Cv + R

Cv = 3/2RCp = 5/2R

Cv = 5/2RCp = 7/2R

Harga-harga Kapasitas PanasHarga-harga Kapasitas dapat dicari dari literatur dan biasanya dinyatakan didalam Cp. Harga Cp merupakan fungsi dari temperatur.

Selain itu juga merupakan fungsi dari tekanan untuk gas dengan P jauh diatas I bar akan tetapi untuk gas dengan P ≤ 1 bar, Cp bukan merupakan fungsi tekanan.

Cp = F(T) = A + BT + CT2 + D T3 + …

Panas Proses Pada Keadaan Standart (STP)

Beberapa panas standart yaitu:

1. Panas Reaksi Standart/ The Standart Heat of Reaction

2. Panas Pembentukan Standart/ The Standart Heat of Formation

3. Panas Pembakaran Standart/ The Standart Heat of Combustion

Adapun yang dimaksud dengan keadaan standart adalah keadaan atmosfir/ pada T=25ºC dan P=1 atm. Keadaan ini disebut STP (Standart of Temperature and Pressure)

Keadaan standart untuk berbagai fasa adalah:

Gas Gas Ideal ; 1atm, 298ºK

Cairan Cairan Murni ; 1atm, 298ºK

Padatan Padatan Murni ; 1atm, 298ºK

Larutan dalam air T ideal 1 molal, 1atm, 298ºK

Panas Reaksi Standart (ΔHºR 298)

Panas Reaksi Standar adalah panas yang diperlukan/ dilepaskan untuk melangsungkan suatu reaksi. Reaksi yang menyerap/memerlukan energi disebut Reaksi Endotermis, dengan ΔHºR 298 (+). Sedang reaksi yang melepaskan energi disebut Reaksi Eksotermis, dengan ΔHºR 298 (-).

Harga ΔHºR 298 akan berubah manakala koefisien stoikiometri suatu reaksi berubah:

½ N2 + 3/2 H2 NH3 ΔHºR= - 11.040 Kal

Atau N2 + 3H2 2NH3 ΔHºR= - 22.080 Kal

Panas pembentukan standart didefinisikan sebagai panas (Q) yg diperlukan untuk membentuk satu molekul senyawa dari unsur-unsur pada keadaan standart (STP). Panas pembentukan standart suatu unsur didefinisikan bernilai nol.

½ N2 + 3/2 H2 NH3 ΔHf 298 = - 11.040 kal

Atau N2 + 3H2 2 NH3 ΔHf 298 = - 22.080 kal

Maka yang dinyatakan sebagi panas pembentukan standart adalah 11.040 kal/mol, atau

½ N2 + 3/2 H2 NH3 ΔHf 298 = - 11.040 kal

Perhatikan pernyataan ΔHf 298 menggantikan ΔHR298

Panas Pembentukan Standart (ΔHºf 298)

Panas Pembakaran Standart (ΔHºC 298)

Panas pembakaran Standart didefinisikan sebagai panas (Q) yang diperlukan untuk membakar satu mol suatu zat pada keadaan standart (STP). Secara umum reaksi pembakaran dapat dinyatakan sebagai reaksi suatu zat (khususnya senyawa organik) dengan oksigen O2.

Contoh:

4HCl + O2 2 H2O + 2 Cl2

Panas pembakaran standart apat ditulis sebagai berikut:

ΔHºc 298 = 2ΔHf H2O - 4ΔHf HCl

Soal-Soal1. Pada keadaan standart asam klorida dibakar dengan oksigen dan

mnghasilkan gas klor dan air. Hitunglah panas pembakaran standart asam klorida?

2. Diketahui sebuah reaksi pembakaran Al menghasilkan Al2O3 . Jika reaksi tersebut berjalan pada suhu 298ºK maka tentukan panas pembakaran standart Al dan panas pembentukan standart Al2O3 ?

3. Pada suhu 25ºC senyawa butane akan dibuat dengan mereaksikan karbon dan hidrogen. Reaksi pembuatan n-butane tersebut adalah sebagai berikut:

4C + 5H2 C4H10

Berapakah panas reaksi standartnya?

Penyelesaian Soal

1.) Panas Reaksi Pembentukan pada STP 298,15ºK dari Tabel C.4 Smith-Van Ness diketahui:

HCl ΔHº298= -92.307 J

H2O(g)ΔHº298= -241.818 J

Sehingga Panas Pembakaran Standart Asam Klorida:

4HCl 2H2 + 2Cl2 ΔHº298= (4) (92.307) J

2H2 + O2 2H2O ΔHº298= (2) (-241.818) J

4HCl + O2 2H2O + 2Cl2 ΔHº298= -114.408 J

2.) Diketahui Panas Reaksi Standart pembuatan Al2O3 :

4Al + 3O2 2 Al2O3 ΔHº298= -1.200 kJ

maka ΔHºPembakaran Al -1.200 J = -300kJ

4

ΔHºPembentukan Al2O3 -1.200 J = -600kJ

2

3.) Panas Reaksi Pembentukan pada STP 298,15ºK dari Tabel C.4 Smith-Van Ness diketahui:

CO2 ΔHº298= -393.509 J

H2O(l) ΔHº298= -285.830 J

C4H10 ΔHº298= 2.877.396 J

Maka Panas Reaksi Standartnya adalah:

4C + 4O2 4CO2 ΔHº298= (4) (-393.509) J

5H2 + 2 ½O2 5H2O ΔHº298= (5) (-285.830) J

4CO2+5H2OC4H10 +6 ½O2 ΔHº298= 2.877.396 J +

4C + 5H2 C4H10 ΔHº298= -125.790 J

Hukum II Termodinamika• Dasar Hk. I Termodinamika menyatakan bahwa

energi dapat berubahn bentuk dan berisah, maka Hk.II Termodinamika membatasi perpindahan dan perubahan energi

• Hk.I Termodinamika tentang transfer berbagai bentuk energi η perubahan.

• T dalam praktek 100%

T tetap misal Q ↔ W

ΔU = 0 ΔU = W+Q

0 = W+Q

Q = -W

Reaktannya tidak seperti itu, karena η perubahannya (Convertion Effisiency) = 40%

Realita yang terjadi perpindahan kalor Q dari suatu benda ke benda lain terjadi dari benda suhu tinggi ke benda dengan suhu rendah tidak dapat sebaliknya

Kenyataan ini didukung oleh pernyataan umum :

1.Tidak ada alat yang beroperasi untuk mengubah seluruh panas Q suatu sistem menjadi kerja yang dilaksnakan oleh sistem

2.Tidak ada proses yang mungkin terjadi, proses perpindahan kalor dari suhu rendah ke suhu tinggi.

Penjelasan

Panas Q/ Kalor dapat diubah menjadi energi W namun pasti harus melibatkan dan mempengaruhi bahkan menyebabkan perubahan pada sistem dan lingkungan.

Menurut Hk.I Termodinamika bila T tetap maka ΔU = 0 pada sistem tertutup Q = W

Dimana lingkungan berubah dalam realita sistem dan lingkungan akan dan harus berubah sehingga tidak dapat sepenuhnya kalor Q diubah menjadi W. Sehingga dirumuskan:

Q = W + Perubahan pada sistem dan lingkungan• Perubahan pada sistem : Gesekan alat; ΔU/ΔH• Perubahan pada lingkungan:Transfer panas ke

lingkungan

Q tidak dapat menjadi W 100%, tetapi W dapat menjadi Q 100%.

• Proses tidak dapat reversibel• Proses siklis akan menjadi Q dan W lama-lama nilainya

makin kecil• Agar nilainya Q dan W selalu tetap butuh tambahan Q dan W dari luar

Proses di Piston

Gas dalam silinder harus diberi kerja piston dari lingkungan sehingga piston kembali ke posisi awal yaitu

“Dengan kompresi pada saat yang sama, panas gas yang timbul harus dibuang ke lingkungan agar T tetap dan ΔU= 0”.

Jadi proses reversibel piston tetap butuh kerja luar/ lingkungan terhadap sistem.

Dalam Hk. Termodinamika II dinyatakan tidak mungkin dengan proses siklis panas yang diserap oleh sistem sepenuhnya/ seluruhnya diubah menjadi kerja sistem.

SIKLUS yaitu sistem yang periodik/ secara berkala terus menerus kembali ke keadaan semula, jadi hanya sebagian dari kalor yang dapat berubah menjadi bentuk kerja.

jadi panas merupakan energi yang tingkat kegunaannya lebih kecil dibanding lainnya seperti keerja (W), energi mekanik/ listrik

Mesin PanasMerupakan mesin yang menghasilkan kerja dalam

proses siklus, misalnya:Steam Blower Plan (fluida akan bekerja scr periodik seperti keadaan semula)

Tahapan Siklus:

1)Air pada T biasa dipompa ke boiler dengan P tinggi.

2)Panas dari bahan bakar ditransfer ke boiler

3)Steam yang dihasilkan dengan P↑ dan T↑ dialirkan untuk menggerakan turbin. Energi steam itu diubah drkerja piston ke lingkungan, jadi steam mengalami Ekspansi dengan T↓ dan P↓

4)Steam keluar Turbin masuk kondensor dan Cooling Tower untuk dikondensasi pada T&P↓ lalu kembali ke laju posisi 1

Pada siklus diatas terlihat adanya:

a)Penyerapan panas pada suhu tinggi

b)Ada pembuangan panas pada suhu rendah dikondensor pada saat di Cooling Tower.

c)Produk kerja W

Bagian tempat terjadinya Transfer panas di sebut Bleat Reservoir terjadi pada T tetap

Bagian yang lain adalah:•Hot Reservoir Panas yang diserap |QH| pada T↑;TH

•Cold Reservoir Panas dibuang |Qc| pada T↓;Tc

Diberi tanda mutlak | | agar dapat bernilai positiv(+)

Keterangan: Hot Reservoir Boiler Cold Reservoir Condensor QH besarnya input kalor

pada boiler Qc besar kalor yang dibuang W kerja yang dilakukan

mesin panas Engine Mesin Panas

Karena harag mutlak, maka kerja yang dihasilkan:

ηth = output kerja

Input kalor

= |W| = |QH| - |Qc| |QH| |QH|

Saat Qc= 0 η= 100%

Kenyataan selalu ada sisa panas yang dibuang ke lingkungan, sehingga Qc= ada nilai effisiensi tergantung dari derajat Reversibilitas. Makin tinggi η berarti reversibilitasnya makin besar

|W| = |QH| - |Qc|

η = 1 - |Qc| |QH|

Mesin CarnotMesin Carnot/ Mesin Panas Ideal adalah mesin yang

beroperasi dengan siklus karnot yang bekerja dengan tingkat Reversibilitas 100% (sempurna).

Siklus Carnot ada 4 tahap:

1.Sistem yang mula-mula berada di cold reservoir dan mengalami keseimbangan termal pada suhu Tc mengalami proses Adiabatik Reversibel sehinggaT↑ menjadi TH yaitu T hot reservoir

2.Sistem kontak dengan Hot Reservoir TH mengalami proses Isotermal Reversibel menerima panas kalor QH sehingga diserap dari Hot reservoir

3. Sistem mengalami proses Adiabatis Reversibel, dimana suhu kembali ke keadaan semula dari TH menjadi Tc

4. Sistem kontak dengan Cold Reservoir pada suhu Tc mengalami proses Isotermal Reversibel yang membuang kalor Qc ke Cold Reservoir, dengan demikian proses akan kembali ke proses 1 dst.

Mesin Panas beroperasi diantara Reservoir panas

a) Panas yang diserap pada Th tetap di Hot Reservoir Qh

b) Panas yang dibuang pada Tc tetap di Cold Reservoir Qc

Dan diantara ke-2 reservoir panas terdapat 2 proses operasi mesin yang reversibel

Keterangan:

1) AB = Kompresi Adiabatis, suhu naik Tc Th

2) B C = Ekspansi Isotermal, Penyerapan panas Qh

3) C D = Ekspansi Adiabatis, T↓ dari Th Tc

4) D A = Kompresi Isotermal dg pembuangan panas Qc

Tahap Isotermal B-C; D-A

|QH| = R . Th . Ln Vc/Vb

|Qc| = R. Tc . Ln Vd/Va

A-B Proses Adiabatis

C-D Proses Adiabatis

Proses Lingkar Carnot

Proses Lingkar Carnot adalah deretan perubahan yg dijalankan sedemikian rupa sehingga pada akhirnya sistem kembali ke keadaan semula. Mesin kalor yang bekerja secara berkala menurut suatu proses lingkar hanya dapat mengubah ½ kalor yang diserap oleh kerja dan bahwa pengubahan ini hanya mungkin dengan adanya perubahan temperatur.

Mr. Sadi Carnot (1824) menghitung kerja max yang dapat diperoleh dari suatu mesin yang bekerja secar reversibel mesin carnot, sejum;lah gas ideal menjalani suatu proses lingkar yg terdiri dari 4langkah perubahan Reversibel.

4langkah perubahan reversibel:

1. Ekspansi Isotermal A-B

2. Ekspansi Adiabatis B-C

3. Kompresi Isotermal C-D

4. Kompresi Adiabatis D-A

No. Proses Suhu Perubahan

Volume

Kalor Kerja

1 Ekspansi Isoterm

Reversibel dr AB

T1 V1V2 Q1 W1

2 Ekspansi Adiabatis

Reversibel dr BC

T1T2 V2V3 Q2 = 0 W2

3 Kompresi Isoterm

Reversibel dr CD

T2 V3V4 Q3 W3

4 Kompresi Adiabatis

Reversibel dr DA

T2T1 V4V1 Q4 = 0 W4

Proses Lingkar Carnot

• Pada Proses (1) ΔU12 = 0; W1 = -Q1 =

W1= -n R T1 ln

• Pada Proses (2) Q2 = 0; W2 = ΔU23=

W2 = n Cv (T2-T1)

Pada Proses (3) ΔU34 = 0 ; W3 = -Q3 =

W3 = -n R T2 ln

Pada Proses (4) Q4 = 0; W4 = ΔU41 =

W4 = n Cv (T2-T1)

• Kerja Total W = W1+W2+W3+W4

W= -n R T1 ln + n Cv (T2-T1)

-n R T2 ln - n Cv (T1-T2)

W= -n R T1 ln -n R T2 ln

Untuk Proses Adiabatis Reversibel berlaku:• dU = dQ + dW = dW= -P dV

• n Cv dT = - dV

• dT =

Pada Proses 2 Pada Proses 4•

•

•

Maka atau

Disubtitusikan

W = - n R T1 ln + n R T2 ln

= - n R (T1-T2) ln

Karena, n R ln

W = - Q1

Kemampuan mesin kalor untuk mengubah kalor jadi kerja dinyatakan dengan effisiensi (E) < 1

E = < 1

Perubahan yang terjadi dialam disertai dengan perubahan energi, pada perubahan energi ada 2 aspek penting yaitu:

a)Arah Pemindahan Energi

b)Perubahan Energi dari bentuk satu ke bentuk yang lain

Hk. I Termodinamika menetapkan hubungan antara kalor yang diserap dengan kerja yang dilakukan oleh sistem. Hukum ini tidak menunjukan sumber-sumber arah dan energi

Hk. I Termodinamika tidak mempersoalkan arah perubahan hanya menetapkan kekebalan energi sebelum dan sesudah perubahan energi, tetapi tidak menentukan mudah/ tidaknya/ seberapa jauh perubahan yang terjadi

Hk. II Termodinamika dirumuskan untuk menyatakan pembatasan-pembatasan yang berhubungan dengan pengubahan kalor menjadi kerja dan juga untuk menunjukan alur dalam proses perubahan alam. Bentuk paling umum adalah Entropi (S)

Entropi (S)

• Suatu besaran yang menentukan arah proses

• Suatu ukuran penurunan kualitas energi

• Suatu kriteria proses (Reversibel/ tak reversibel)

• Setiap proses pasti mengalami penurunan kualitas energi/ kenaikan entropi/ secara simbolik ΔS (+)

• Suatu fungsi keadaan tidak dapat diukur secara langsung, hanya perubahannya (ΔS) yang dapat

• Harga absolut tergantung keadaan datar Entropi kristal sempurna setiap benda pada 0ºK adalah nol

DASAR:

Setiap proses mengakibatkan: Terjadinya kesetimbanganPenghilangan perbedaan kondisi antara 2 sistem yang interaksiPenurunan kualitas EnergiNaiknya Entropi ΔS (+)Entopi sebagai fungsi keadaan, perubahan entropi ΔS tidak tergantung pada keadaan awal dan akhir proses

ΔS irreversibel = ΔS reversibel =

ΔS irreversibel ≠

Data Entropi Molar kJ/ (Kmol . ºK)

C grafit 5,697

CO 198,00

CO2213,74

O2205,13

H2130,649

CH4186,28

C2H6229,60

C3H8270,04

N2191,581

NH3(g)192,6

Dalam perhitungan proses tidak reversibel, selalu dapat dicari jalan (proses lain) yang melibatkan perpindahan panas reversibel dengan keadaan awal dan akhir sama dengan proses semula.

Jika proses hanya melibatkan perpindahan panas maka pindah dengan temperatur sistem tanpa memperhatikan pola kelangsungannya apa reversibel/ irreversibel. Berbagai fungsi keadaan maka ΔS total, untuk sebuah siklus adalah 0 (nol).

Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:

ΔS1-2-3-4-1 = ΔS1-2 + ΔS2-3 + ΔS3-4 + ΔS4-1

Siklus 1-2-3-4-1

Perhitungan Perubahan EntropiDasar perhitungan perubahan Entropi:

Proses Isotermal

Proses Non-Isotermal

Perubahan Entropi Proses Perpindahan Panas

Proses perpan yang terjadi antara 2 benda/ sistem dapat digambarkan sbb:

ΔS = S2 – S1 = Q rev/T

ΔS =

PROSES REVERSIBEL

Ta ≈ Tb (hampir sama)

karena akan terjadi Perindahan panas ke dinginΔSA = -QAB/TA

ΔSB = -QAB/TB

PROSES TAK REVERSIBEL

Ta > Tb non isotermal

ΔS =

ΔS =

ΔS total = (ΔS + ΔS) > 0

ΔSA = -ΔSB ΔS total = ΔSA + ΔSB = 0

| ΔSa| < | ΔSb|

Perubahan Entropi Gas Ideal

ΔS irreversibel = ΔS reversibel =

PV = n R T

Proses isothermal ΔU = 0

Q = -W Q =

ΔS =

ΔS = n R ln V2/V1 = n R ln P1/P2

Proses Isobar Q = dH = n

ΔS = n Cp = konstan

ΔS = n Cp ln T2/T1

Cp = contoh Cp = A +BT+CT2

ΔS = n = n

ΔS = n [A ln T2/T1 + B (T2-T1) + 1/2C (T22-

T12)]

Proses Isometrik

ΔS = n

= n Cv ln T2/T1 Cv =

= n [A ln T2/T1 + B (T2-T1) + 1/2C (T22-T12)]

Proses AdiabatisQ = 0 ΔS = 0

Non Isotermal-Non AdiabatisΔS = Fungsi keadaan

ΔS = + n R ln

T1=T2

Perubahan Entropi Proses Pencampuran Biner

Pencampuran biner antara 2 komponen dapat dilihat sebagai ekspansi dari masing-masing zat.

Pencampuran = Ekspansi

PA Pa Awal Pa= Pb= P

PB Pb Akhir Pa= Ya P ; Pb= Yb P

ΔSa = n A R ln Y = -n A R ln = -n A R ln Ya

ΔSb = n B R ln Y = -n A R ln = -n A R ln Yb

ΔS sistem = -n R (Ya ln Ya + Yb ln Yb)

Y < 1 ; ln Y <0, sehingga dapat ΔS sistem selalu lebih besar dari positif (>0), proses brlangsung tak reversibel dan dapat disimpulkan bahwa proses pencampuran merupakan proses alamiah.

Perumusan Termodinamika1. Menurut Kelvin

Kalor tidak dapat diubah setelahnya menjadi kerja yang setara tanpa menyebabkan perubahan tetap pada salah satu bagian sistem atau lingkungan.

2. Menurut Clausius

Suatu mesin tidak mungkin bekerja sendiri mengangkut kalor dari suatu tempat pada T tertentu ke tempat lain pada T> tanpa bantuan dari luar.

Jadi, Kelvin menyatakan kalor tidak dapat diubah menjadi kerja dg efisiensi 100%, sedang Clausius menyatakan bahwa secara spontan kalor selalu mengalir dari T↑ ke T↓

Dalam bentuknya yang umum Hk. II Termodinamika dirumuskan melalui fungsi entropi dan dikatakan bahwa efisiensi proses reversibel.

E irreversibel < E reversibel

Kalor yang diserap T1 Q1

Kalor yang dilepaskan T2 Q2

Maka: < <

< 0

< 0 < 0

Siklus Proses Lingkar

< 0

karena

< 0

Maka: < (SA-SB) < ΔS

Kesimpulan:• Setiap proses yg berjalan tidak reversibel dalam sistem

tersebut selalu disertai dg peningkatan entropi sistem• Semua perubahan dalam alam semesta selalu berjalan ke

arah peningkatan entropi• Energi alam semesta adalah tetap Entropi alam semesta

cenderung mencapai maksimum• Perubahan entropi sebagai kriteria keseimbangan• Setiap proses yang berlangsung secara spontan dalam

sistem tersekat selalu disertai dengan peningkatan entropi• Entropi mencapai maksimum, maka entropi tidak akan

dapat berubah lagi dan ΔS=0 tercapai apabila proses berjalan reversibel / sistem mencapai keseimbangan

• Terhadap perubahan dalam sistem tersekat ΔS ≥ 0• > proses spontan juga untuk reversibel dan sistem

dalam keseimbangan

ΔStotal = ΔSs + ΔSe ≥ 0

ΔSs = perubahan entropi sistem

ΔSe = perubahan entropi lingkungan• Entropi zat murni sebagai fungsi dari proses• Entropi satu fungsi keadaan harganya tergantung

T,V, P

1. Entropi sebagai Fungsi dari V dan T

S = S (T,V)

dU = dQrev + dWrev (Hk I)

= T dS – P dV

v dT + = T dS – P dV

 

Differensial terhadap T dan V

terhadap V

Pada T tetap diperoleh:

Jadi,

Sehingga

2. Entropi sebagai Fungsi dari P dan T

S = S (T,P)

;

H = U + PV

dH= dU + P dV + V dP

dH = T dS – P dV + P dV +V dP

T dS =dH – V dP

SOAL:1. Hitung perubahan entropi kalau ada 2 mol gas ideal dg Cv = 7,88 kal/mol ºK pada V1=100lt dg 50ºC dipanas kan hingga 150 lt dan 150ºC?(Andaikan Cv tidak tergantung pada temperatur)

Untuk gas ideal 1mol PV = nRT

Jadi :

ΔS= 7,88 ln 423/323 +1,99 ln 150/100= 2,94 Kal/mol ºK

ΔS untuk 2mol = 2 x 2,94 = 5,88 Kal/mol ºK

2. Diketahui Cp= 7,00 + 0,036 T Kal/ molºK, berapakah ΔS bila 2 mol gas pada 5atm ;300ºK dipanaskan 10atm dan 400ºK?

Untuk gas ideal 1mol PV = nRT

= 7,00 ln T2/T1 + 0,036 (T2-T1) – 1,379

= 7,00 ln 400/300+(0,036 x 400)-(0,036 x 300) -1,379

= 2,014 + 14,4-10,8-1,379

= 4,235 Kal/mol ºK

Untuk 2 mol gas = 2 x 4,235 Kal/mol ºK

= 8,47 Kal/mol ºK

Perubahan ΔS pada proses perubahan fase (penguapan, peleburan, perubahan bentuk kristal) perubahan energi• Perhitungan reversibel dan irreversibel• Perubahan Entropi :

Contoh Soal:1. Penguapan air pada 100ºC dan 1 atm

2. Tak Reversibel

Air pada 25°C dan 1 atm uap air 100°C;1 atm

Pemanasan air dari 25°C-100°C dan 1atm Penguapan air secara reversibel 100°C; 1atm Ekspansi uap air dari 100°C 1atm 0,1 atm T:100°C

H2O(L) H2O(g) ΔH = 97,7 Kal/mol

H2O(L;25°C; 1atm) ΔS..? H2O(g; 100°C; 0,1atm)

Cp rata-rata 25°C dan 100°C = 18 Kal/ mol°K

ΔS1 = 18 ln 373/298 = 4,04 Kal/ mol°K

ΔS3..? dS= -R/P dP

ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3=4,04+26,04+4,58= 34,66 Kal/mol°K