TERMODINAMIKA kelas 2a

7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a

1/47

TERMODINAMIKA

Silvia Nike Saputri


2/47

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani

berasal dari dua kata yaitu :

thermos(panas) dan dynamic(perubahan)

Jadi termodinamika adalah ilmu mengenai

fenomena fenomena tentang energi yang

berubah-rubah karena pengaliran panas dan

usaha yang dilakukan.


3/47

TEMPERATUR

Suhu atau temperatur benda

adalah besaran yang menyatakan

derajat panas suatu benda.


4/47

Energi termal

Energi total benda yaitu jumlah energi kinetik

dan energi potensial molekuler benda

Kesetimbangan thermalYaitu situasi yang mana dua benda yang dalam keadaan

kontak thermal menukarkan energi termal dalam

jumlah yang sama. Waktu yang diperlukan untuk

mencapai kesetimbangan thermal tergantung sifatbenda tersebut. Pada saat kesetimbangan thermal ke

dua benda mempunyai temperatur yang sama.


5/47

Hukum ke Nol ThermodinamikaKeseimbangan Thermal, Basis

Thermometer Dua substansi dengan dua

sistem berbeda mencapai titik

keseimbangan bila kedua sistem tersebut

dihubungkan dengan sistem yang lain (

R.H.Flower) atau Termometer kontak

dengan ruang A (27oC), kemudian denganruang B (210C) yang terisolasi dari A, kedua

ruang mencapai kesetimbangan pada suhu

24o

C bila dibuat interkoneksi

HUKUM-HUKUM TERMODINAMIKA


6/47


7/47

Hukum pertama Thermodinamika (Azas

Kekekalan Energi)

Perubahan dari keadaan pertama kekeadaan kedua diperlukan panas, akibat

panas kerja. Jika panas diberikan pada

suatu sistem yang melakukan kerjamekanik--> energi dalam = fungsi dari

keadaan sistem,mis. Tek., vol., suhu (Joule

Thomson)

Di bidang medis : Keadaan pertama sakit,

keadaan kedua sembuh, panas yang

diberikan = obat/vitamin/energi


8/47


9/47

Hukum Kedua Thermodinamika

Efisiensi suatu mesin, kerja efektif

70%, panas terbuang 30% (Carnot)

Input tidak sama dengan output, input

100%, output tidak mungkin 100%

tidak mungkin semua energi panas

energi mekanik

Di bidang medis : kita makan / minum,normal 70% diserap dan diolah tubuh,

30 % keluar berupa kotoran


10/47

Hukum Ketiga Thermodinamika

Suatu benda yang suhunya diturunkan

secara bertahap sampai temperatur absolut,gerakan molekulnya berangsur melemah

sampai berhenti (Nernzt). Suhu nol absolut

tak mungkin tercapai Semua panas jenisakan mendekati nol bila temperatur

absolutnya mendekati nol

Medis: penyimpanan : organ tubuh, donordarah, sperma; kuman gerakannya terhenti,

bila suhu dinaikkankuman aktif kembali


11/47

Perubahan energi dalam tubuh untuk :

pertumbuhan & perkembangan,

pembentukan panas, kerja otot,

perbaikan jaringan rusak,

mempertahankan fungsi fisiologis, dan

sumber energi dari metabolisme tubuh


12/47

Termometer

Adalah alat ukur berskala yang dapat di gunakan

untuk menunjukan suhu

Cara menggunakan termometer adalah dengan

memasang termometer tersebut kontak dengan

benda lain sampai benda dan termometer

tersebut terjadi kesetimbangan termal.


13/47

Perbandingan Skala

100

373 100 212 80

273 0 - 32 0

100 180 80

Titik Didih

Titik Beku

Skala

C = 5/4 R

C = 5/9 F - 32

R = 4/5 C

F = 9/5 C + 32


14/47


15/47

Tipe-Tipe Termometer


16/47

Termometer air raksa/alkohol

Sifat termometrik:

Perubahan volume (yaitu perubahan panjang dari

merkuri atau etanol)

Alasan pemilihan raksa atau alkohol sebagai

isi termometer adalah sebagai berikut:

1.Mudah dilihat karena raksa terlihatmengkilap sedangkan alkohol dapat diberi

warna merah.

2.Daerah ukurannya sangat luas (raksa : 390C s/d 3570C dan alkohol: -1150C 780C).

3.Keduanya merupakan panghantar kalor

yang baik.


17/47


18/47


19/47


20/47


21/47

Berdasarkan penggunaanya, antara lain:

Termometer Laboratorium

Termometer yang biasanya digunakan untukeksperimen di laboratorium.


22/47

Termometer suhu badan / klinis

Termometer khusus untuk mengukur suhu badan

manusia. Termometer ini biasanya digunakandalam bidang medis dan mempunyai batas skala

34-42 0C.


23/47

Perubahan ukuran benda(panjang, luas, volume)dikarenakan panas/kalor

Pemuaian zat padat :

1.Pemuaian panjang

2.Pemuaian Luas


24/47

LO

Lt

LO= Panjang mula-mula (m)

t0= suhu mula-mula (0C)

Lt= Panjang setelah diberi kalor (m)

t = suhu setelah diberi kalor (0C)

DL =Pertambahan panjang = LtLO

Dt = perubahan suhu = t t0

Lt= L0( 1+ a.Dt)

a= koefisien muai panjang

Batang logamdipanaskanuntuk beberapasaat sehingga

tampakperubahan

panjang batang

Hubungan angtara panjang mula-mula dengan panjang setelah

diberi kalor di rumuskan :


25/47

Contoh:

Sebatang baja berpenampang kecil

yang panjangnya 20 meter bersuhu20OC. Baja mengalami pemanasan

sampai suhu 40OC. Berapakah

perbedaan thd pjng awal?.

baja= 12. 10-6/OC


26/47

AO

At

AO= Luas mula-mula ( pada suhu t0)

At= Luas setelah diberi kalor ( pada suhu t)

A =Perubahan luas = AtAOt =Perubahan suhu = tt0b= 2 a

At= A0( 1+ b. t)b= koefisien muai luas

Bagaimana

caranya agarbola besi dapatmasuk ke dalamcincin logam ?

Cincin logamdipanaskan

untuk beberapasaat sehingga

tampakperubahan luasdari cincin


27/47

Contoh :

Sebuah plat baja berbentukpersegi

dengan sisi 30 cm bersuhu 20OC. Bila PlatBaja dipanaskan sampai 130 OC,tentukan

luas baja sekarang?.


28/47

VO= Volume mula-mula (t0)

Vt= Volume setelah diberi kalor (t)

V = VtVO

t = tt0g= 3 a

Vt= V0( 1+ g. t)g= koefisien muai volume

Panci logam diisipenuh denganair kemudian

diberi kalordengan caradipanaskan. Apa

yang terjadikemudian ?

Panasi untukbeberapa menit.

Sampai tampakair meluapkeluar.

Untuk menghitung berapa besarperubahan volume air setelah

dipanasi, dapat digunakan gelasukur dimana tutupnya diberi pipa

kecil. Air yang keluar dari pipa dapatditampung dan merupakan

pertambahan volume (V) setelahdipanasi.Maka muai volume dapat

dirumuskan :


29/47

Contoh:

Air sebanyak 2 liter bersuhu 20OC

dipanaskan dalam panci hingga suhunya

50OC. Berapa volume air setelah

dipanaskan?(=210.10-6/OC)


30/47

PEMUAIAN GAS

Formula: Contoh:

Gas sebanyak 2 liter

bersuhu 27OC. Berapavolume gas setelah

dipanaskan hingga

suhunya 77OC?

2

2

1

1

T

V

T

V

T = suhu (Kelvin)

KALOR


31/47

KALOR

KapasitasKalor

Kalorimeter

PerubahanWujud

Perpindahan

Kalor

Alat yang digunakan untuk pengukuran kalor

Kalor Lebur: banyaknya kalor yang

diperlukan tiap satuan massa zat itu

untuk melebur pada titik leburnya.

Kalor uap/didih: banyaknya kalor yang

diperlukan tiap satuan massa zat ituuntuk menguap pada titik didihnya

Konduksi

Radiasi

Konveksi

Banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepas

tiap satu satuan massa, untuk menaikkan atau

menurunkan suhu sebesar 10

C atau 1 K

Kalor

JenisKemampuan suatu benda dalam menerima

atau melepas kalor untuk menaikkan atau

menurunkan suhu sebesar 10C atau 1 K

Salah satu dari bentuk energi


32/47

Kalor JenisQ

c =m . t

Q = Kalor yang diserap atau di lepas ( J ataukal )m = Massa zat ( kg atau gram )t = Perubahan suhu ( K atau 0C )

c = Kalor jenis zat ( J.kg-1

.K-1

atau kal.g-1

.0

C-1

)

Qserap= Qlepas

m1. c1. t = m2. c2. t

Q = m . c . t


33/47

Contoh :

Seratus gram air dengan suhu 30OC dicampur

dengan 50 gram air bersuhu 80OC, tentukan suhucampurannya! (kalor jenis air=1 kal/gr.OC)

Air dingin

t1= 30OC ;m1= 100 gr

Air panas

t2= 80OC ;m2= 50 gr

t


34/47


35/47

PENGATURAN SUHU TUBUH dan

PERPINDAHAN KALOR

Silvia Nike Saputri


36/47

Suhu tubuh adalah keadaan

seimbang antara produksipanas tubuh dan kehilangan

panas dari tubuh, diukurdengan derajat.


37/47

Asal Panas Pada Tubuh Manusia

Tubuh manusia merupakan organ yang mampu menghasilkan panas secara

mandiri dan tidak tergantung pada suhu lingkungan.

mahluk berdarahpanas

Suhu tubuh dihasilkan dari :

1. Laju metabolisme basal (basal metabolisme rate, BMR)

2. Laju cadangan metabolisme yang disebabkan aktivitas otot (termasuk

kontraksi otot akibat menggigil).

3. Metabolisme tambahan akibat pengaruh hormon tiroksin dan sebagian

kecil hormon lain, misalnya hormon pertumbuhan (growth hormonedan

testosteron).5. Metabolisme tambahan akibat peningkatan aktivitas kimiawi di dalam

sel itu sendiri terutama bila temperatur menurun.


38/47

Sistem Pengaturan Suhu Tubuh

Lokasi pengukuran temperatur tubuh : ketiak (aksila),sub lingual (dibawah lidah) atau rektal (dubur)

Temperatur dubur lebih tinggi 0,30,5oC daripadatemperatur aksila

Suhu rektal agak konstan bila dibandingkan dengansuhu-suhu di daerah lain

Temperatur rata-rata kulit : 0,07 Tkepala+ 0,14 Tlengan+

0,05 Ttangan+ + 0,07 Tkaki+ 0,13 Tbetis+ 0,09 Tpaha+ 0,35Tbatangtubuh

Temperatur tubuh rata-rata : Mean Body Temperatur

= (0,69 x temp rektal) + (0,33 x temp kulit rata-rata)

T fi T t B d d K lit


39/47

Topografi Temperatur Badan dan Kulit


40/47

Tabel Perbedaan derajat suhu normal pada berbagai kelompok

usia

Usia Suhu (oC)

3 bulan 37,5

6 bulan 37,7

1 tahun 37,7

3 tahun 37,2

5 tahun 37,0

7 tahun 36,8

9 tahun 36,7

11 tahun 36,7

13 tahun 36,6

Dewasa 36,4

> 70 tahun 36,0

Hipotermi, bila suhu tubuh kurangdari 36C

Normal, bila suhu tubuh berkisar

antara 36 - 37,5C

Febris / pireksia, bila suhu tubuhantara 37,5 - 40C

Hipertermi, bila suhu tubuh lebih dari40C

(Tamsuri Anas, 2007)


41/47


42/47

1. Konduksi

Konduksi merupakan

perpindahan panas akibataktivitasnya sendiri di dalam

molekul


43/47

2.KonveksiKonveksi yaitu perpindahan

energi kalor dari satu bagian

ke bagian lain disertaiperpindahan partikel-partikel

medium dr bagian suhu tinggike suhu rendah


44/47

3.RadiasiRadiasi yaitu perpindahan

energi kalor karena pancarankalor


45/47

Ilustrasi yang menggambarkan upaya

masyarakat memadamkan api saat terjadikebakaran. Ada tiga cara untukmemadamkan api. Ketiga cara tersebut adakesamaan dengan peristiwa hantaran kaloryaitu Konduksi, Konveksidan Radiasi. MakaNo. 1. adalah peristiwa..

No. 2. adalah peristiwa..No. 3. adalah peristiwa..

Radiasi

Konduksi

KonveksiPada saat memasak air dannampak air mendidih. Andacermati gambar maka Peristiwa Konduksi terjadi Peristiwa Konveksi terjadi Peristiwa Radiasi terjadi

Konveksi

Konduksi

Radiasi

saat tangan memegang gagang terasa panas

Pada air yang mendidih

Dari panas yang dipancarkan api


46/47

Evaporasi adalah peralihan panas dari bentuk cairan

menjadi uap. Manusia keilangan sekitar 9.103 kalori/grammelalui penguapan paru-paru.

Dengan aktivitas berat atau lingkungan panas, seseorang

akan minum 4 liter/jam, ini merupakan suatu proses

pertukaran energi termal.Kehilangan panas secara evaporasi dapat terjadi apabila :

a. Perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit

dengan udara lingkungan

b. Temperatur lingkungan rendah dari normal sehingga

evaporasi dari keringat dapat terjadi dan dapat

menghilangkan panas dari tubuh.


47/47

Mekanisme Kehilangan Panas Melalui Kulit

Energi panas mula-mula akan penetrasikedalam jaringan kulit dalam bentuk berkascahaya (dalam bentuk radiasi atau konduksi)kemudian akan menghilang didalam jaringan

yang lebih dalam berupa panas, panastersebut kemudian diangkut ke jaringan laindengan cara konveksi yaitu diangkut kejaringan seluruh tubuh melalui cairan tubuh,

dan energi panas akan dikeluarkan melaluievaporasi (keringat)

TERMODINAMIKA kelas 2a

Documents

Transcript of TERMODINAMIKA kelas 2a