Kecepatan efektif gas ideal

Kecepatan efektif gas ideal Dalam wadah tertutup terdapat N molekul gas bergerak ke segala arah (acak) dengan kecepatan yang berbeda Misalkan : N1 molekul gas a bergerak v1 N2 molekul gas b bergerak v2 N3 molekul gas a bergerak v3 Maka persamaan kuadrat kelajuan rata-rata sebagai berikut:

Kecepatan efektif vrms (root mean square) didefinisikan sebagai akar dari kuadrat kecepatan rata-rataHubungan kecepatan efektif gas dengan suhu mutlaknya

Kecepatan efektif gas sebanding dengan suhunya dan berbanding terbalik dengan massa total gas

Persamaan di atas berlaku untuk 1 mol gas, karena di dalam wadah terdapat N gas , maka

Untuk suatu gas ideal tertentu(M konstan) kelajuan efektif vrmshanya bergantung pada suhumutlaknya (bukan pada tekanannya)Untuk berbagai gas ideal pada suhu sama (T konstan), kelajuanefektif vrms hanya bergantung pada massa molekulnya (M)Hubungan kelajuan efektif gas dengan tekananDari persamaan:

Anda tidak boleh menyatakan bahwa vrms sebandingdengan tekanannya, persamaan di sampingditurunkan dari persamaan dasar yang menyatakanbahwa vrms hanya bergantung pada suhunya dantidak pada tekanannyaTeorema ekipartisi energiTeorema ekipartisi: untuk suatu sistem molekul-molekul gas pada suhu mutlak T dengan tiap molekul memiliki derajat kebebasan maka energi mekanik rata-rata atau energi kinetik rata-rata permolekul:

v1v2dxF (dorong)TermodinamikaSistem sesuatu yang diamatiLingkungan sesuatu di luar sistemUsaha yang dilakukan dW = FdxSISTEMLINGKUNGANQ (+)W(+)1SISTEMLINGKUNGANQ (-)W(-)432Sistem menerima kalor dari lingkungan Sistem melakukan usaha ke lingkunganSistem melepas kalor ke lingkunganLingkungan melakukan usaha pada sistemv1v2dxF (dorong)

Usaha bernilai positif jika v1v2v1v2dxF (dorong)

v1p1vp2pv2v2p2vp1pv1W positifW negatifProses Isotermal Proses isotermal adalah proses perubahan keadaan sistem yang terjadi pada suhu tetapMenurut hukum boyle pV = C PV = nRT P = nRT / Vv1p1vp2pv2

Proses Isokhorik Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap

v1p1vp2p

Proses Isobarik Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan sistem pada tekanan tetap

v1vpv2p1

Proses Adiabatik Proses adiabatik adalah perubahan keadaan sistem di mana selama proses tidak terjadi perpindahan kalor dari dan kelingkungan.

ENERGI DALAM

BENDAMOLEKULATOMEnergi KinetikEnergi PotensialEnergi dalam (U) suatu sistem : jumlah energi kinetik seluruh partikel penyusunnya ditambah seluruh energi potensial dari interaksi antara seluruh partikel ituKetika terjadi perubahan keadaan suatu sistem energi dalam dapatberubah dari U1 U2

SISTEMLINGKUNGANQ (+)W=0

Sebuah sistem menyerap kalor dan sistem tidak menghasilkan kerja

SISTEMLINGKUNGANW(+)Sistem melakukan kerja dengan berekspansi terhadap lingkungannyadan tidak ada panas yang ditambahkan selama proses, energimeninggalkan sistem dan energi dalam berkurang

SISTEMLINGKUNGANQ (+)W(+)Ketika panas Q ditambahkan ke sistem sebagian dari energi yang ditambahkantetap tinggal dalam sistem, mengubah energi dalam sebesar U; sisanya meninggalkan sistem melakukan kerja

HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA

Energi dalam disebut juga energi mekanik makroskopik Perubahan energi dalam sama dengan nol ketika:Pada proses siklusPada sistem terisolasi

Perubahan keadaan yang sangat kecil (infinitesimal) Perubahan keadaan yang sangat kecil di mana sejumlah kecil panas dQ ditambahkan ke sisitem, sistem melakukan kerja sekecil dW dan energi dalam berubah sebanyak dU.

Proses adiabatikProses isokhorik

Proses isobarik

Proses isotermal

HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA PADA PROSES TERMODINAMIKAKAPASITAS PANAS DARI GAS IDEAL Kapasitas panas adalah banyaknya kalor yang diserap oleh gas untuk menaikan suhunya. Kapasitas panas dapat terjadi pada volum tetap (CV) atau tekanan tetap (CP)Kapasitas panas molarpada volum tetap (CV)Kapasitas panas molarpada tekanan tetap (CP)

Kapasitas panas molar pada volum tetap (CV)

Pada volum konstan sistem tidak melakukan kerja

Kapasitas panas molar pada tekanan tetap (CP)Karena P konstan perubahan volume sebanding dengan perubahan suhunya

Subtitusikan persamaan 1 dengan persamaan 2

Bagi kedua ruas dengan n dT

Rasio kapasitas panas

Rasio Kapasitas Panas

Untuk gas CP selalu lebih besar daripada CV

Untuk gas monoatomik

Untuk gas diatomik

Proses Adiabatik untuk Gas Ideal

Pada proses adiabatik perubahan suhu terjadi akibat kerja yangdilakukan sistem dan tidak ada perpindahan kalor sama sekali

Kalikan persamaan di atas dengan

Subtitusikan persamaan di atas dengan persamaan 1

Rasio kapasitas panas selalu lebih besar dari 1pada persamaan 4, dV dan dT selalu memilikitanda yang berlawanan Proses ekspansi adiabatik dari gas ideal (dV>0) selalu disertai penurunan suhu (dT