Xi s2 Termodinamika2
-
Upload
mirda-hanum -
Category
Documents
-
view
38 -
download
0
description
Transcript of Xi s2 Termodinamika2
c
d
Mata Pelajaran : Fisika
Topik : Termodinamika
Kelas/Program : XI / IPA
Semester : 2
S T A N D A R K O M P E T E N S T A N D A R K O M P E T E N S IS I
Menganalisis dan Menganalisis dan menerapkan hukum menerapkan hukum
termodinamikatermodinamika
MENU UTAMA MENU UTAMA
PERUBAHAN KEADAAN GAS
USAHA YANG DILAKUKAN GASHUKUM I TERMODINAMIKA
SIKLUS CARNOT
SIKLUS OTTO
HUKUM II TERMODINAMIKA
SELESAI
P E R U B A H A N K E A D A A P E R U B A H A N K E A D A A N G A SN G A S
P1,V1,T1
P2,V2,T2
Berdasarkan hukum Boyle-Gay Lussac, persamaan keadaan gas dapat dituliskan sebagai :
P1V1 P2V2
T1 T2
G R A F I K P-V , P-T dan V-G R A F I K P-V , P-T dan V-TT
P
V
P
T
V
T
P berbanding terbalik dengan V
P berbanding lurus dengan T
V berbanding lurus dengan T
Grafik 1 Grafik 3Grafik 2
P
000
Besarnya usaha Besarnya usaha yang dilakukan yang dilakukan
gas adalahgas adalah
W = W = ∫ ∫ P.dVP.dV
dv
P = F.A
USAHA YANG DILAKUKAN GASUSAHA YANG DILAKUKAN GAS USAHA YANG DILAKUKAN GASUSAHA YANG DILAKUKAN GAS
USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ISOBARIKPROSES ISOBARIK
USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ISOBARIKPROSES ISOBARIK
P
V
W
P
ΔV
W = P.ΔVBesaran ini tidak
lain adalah luasan kurva
pada grafik P-V0
Grafik proses isobarik
W = n R T ln (V2/V1)
atau
W = - n R T ln (P2/P1)
P
V
P1
P2
V1 V2
USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ISOTERMISPROSES ISOTERMIS
USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ISOTERMISPROSES ISOTERMIS
0
Grafik proses Grafik proses isokhorikisokhorik
Pada proses Pada proses isokhorik tidak isokhorik tidak
terjadi terjadi perubahan perubahan
volume (volume (ΔV = 0), ΔV = 0), sehingga sehingga
besarnya usaha besarnya usaha luar yang luar yang
dilakukan oleh dilakukan oleh gas adalahgas adalah
W = 0
P
V
USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ISOKHORIKPROSES ISOKHORIK
0
USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES USAHA YANG DILAKUKAN GAS PADA PROSES ADIABATIKADIABATIK
Grafik proses Grafik proses AdiabatikAdiabatik
Pada proses ini Pada proses ini tidak ada kalor tidak ada kalor yang diserap yang diserap atau dilepas, atau dilepas, sehingga usaha sehingga usaha luar yang luar yang dilakukan oleh dilakukan oleh gas berasal dari gas berasal dari perubahan perubahan energi dalam gasenergi dalam gas
ΔU = -W
P
V
P1
V1
P2
V20
JAWAB
SOAL LATIHANSOAL LATIHANSuatu gas ideal dalam suatu silinder dalam suatu piston
volume mula-mula 1,5 liter mengalami perubahan secara
isobarik pada tekanan 105 Nm-2 Sehingga volumenya menjadi 2
liter. Berapakah besarnya usaha yang dilakukan gas tersebut ?
Diketahui :
V1 : 1,5 liter = 1,5.10-3 m3
V2 : 2,0 liter = 2,0.10-3 m3
P : 1,5 N/m2
Ditanyakan : W =…….
Jawab : W = P.ΔV
= 1,5.105. 0.5
= 7,5.104 joule
HUKUM I TERMODINAMIKAHUKUM I TERMODINAMIKA
“ “ Panas netto yang Panas netto yang ditambahkan pada ditambahkan pada suatu sistem sama suatu sistem sama dengan perubahan dengan perubahan energi internal energi internal sistem ditambah sistem ditambah usaha yang usaha yang dilakukan sistem”dilakukan sistem”
Qsistem
ΔU W
Q=ΔU + W
Siklus adalah :
Serangkaian proses pada suatu sistem sedemikian
sehingga sistem tersebut kembali
ke keadaan semula
W
P
Va
b
c
d
PENGERTIAN SIKLUSPENGERTIAN SIKLUS
0
Diagram proses siklus Diagram proses siklus carnotcarnot P
V
Q1
Q2
W
a
b
c
d
Awal
Ekspansi isotermis
Ekspansi adiabatik
KompresiisotermisKompresiadiabatik
AwalP1,V1,T1
P2,V2,T2
P3,V3,T3
P4,V4,T4
SIKLUS CARNOTSIKLUS CARNOT
0
η = ( W/Q1)x100% = (1 – Q2/Q1)x 100% = (1 – T2/T1) x 100%
P
V
Q1
Q2
W
a
b
c
d
EFISIENSI MESIN CARNOTEFISIENSI MESIN CARNOT
0
P
V
Udara +
Bahan bakar
Gas buang
a
b
c
d
Q2
Q1
S I K L U S O T T OS I K L U S O T T O S I K L U S O T T OS I K L U S O T T O
0
SOAL LATIHANSOAL LATIHAN
Suatu mesin kalor bekerja pada tandon bersuhu tinggi dengan suhu 1500 K, dan tandon bersuhu rendah rendah 750 K. Jika dia menyerap kalor sebanyak 2000 joule, berapakah usaha maksimum yang dapat dilakukan ?
JAWAB
T1 = 1500 KT2 = 750 KQ1 = 2000 J
Q1/T1 = Q2/T22000/1500 = Q2/750Q2 = 1000 jouleW = Q1 – Q2 = 2000 – 1000 = 1000 joule
Diagram teori Kelvin-Diagram teori Kelvin-PlanckPlanck
Tandon panas
sistem
Tandon panas
Tandon dingin
sistem
Q
Q1
Q2
WW
Mesin sempurna
hal yang tidak mungkin Mesin sesungguhnya
HUKUM II HUKUM II TERMODINAMIKATERMODINAMIKA
Rumusan Kelvin - Plank
“Tidak mungkin membuat mesin yang
bekerja dalam suatu siklus,menerima kalor
dari suatu sumber kalor dan mengubah kalor itu seluruhnya
menjadi usaha”
Diagram teori ClausiusDiagram teori Clausius
sistem
Tandon panas
Tandon dingin
Tandon panas
Tandon dingin
sistem
Refrigator Sempurna
hal yang tidak mungkin
Refrigator
sesungguhnya
Q1
Q2
Q1
Q2
W
“Tidak mungkin membuat mesin
yang bekerja dalam suatu
siklus,menerima kalor dari suatu
sumber kalor dan mengubah kalor itu seluruhnya menjadi
usaha”
Rumusan Clausius
A
B
C
D
E
Pompa listrik A memompakan
gas (misal : freon,amoniak) yang
dimampatkan melalui B dengan
melepaskan kalor
Di dalam pipa C terjadi
pengembunan sehingga gas
berubah wujud menjadi cair
Freon cair dialirkan ke ruang beku (D)
dan menyerap kalor di sekitar
ruang beku sehingga suhu
ruang beku turun
Kemudian gas dialirkan kembali
menuju pompa untuk melakukan
proses siklus kembali
PRINSIP KERJA MESIN PRINSIP KERJA MESIN PENDINGINPENDINGIN
Skema Mesin Skema Mesin PendinginPendingin
PengertianPengertianKoefisien Koefisien
performasi mesin performasi mesin pendingin adalah pendingin adalah
perbandingan perbandingan antara panas antara panas
yang diambil dari yang diambil dari tandon dingin tandon dingin
(Q1)dengan (Q1)dengan pemakaian usaha pemakaian usaha
(W(W))
COP = Q1/W
Tandon panas
Tandon dingin
sistem
W
Q1
Q2
*)COP = Coefficient of Performance)
KOEFISIEN PERFORMASI MESIN KOEFISIEN PERFORMASI MESIN PENDINGIN (COP*)PENDINGIN (COP*)
Sebuah lemari pendingin Sebuah lemari pendingin memerlukan memerlukan usahausaha 150 150 joule joule
untuk memindahkan kalor untuk memindahkan kalor sebesar 100 joule dari tandon sebesar 100 joule dari tandon
bersuhu rendah ke tandon bersuhu rendah ke tandon bersuhu tinggi. Tentukan bersuhu tinggi. Tentukan
koefisien kerja lemari pendingin koefisien kerja lemari pendingin tersebut !tersebut !
SOAL LATIHANSOAL LATIHAN
JAWAB
W = 150 joule
Q2= 100 joule
COP = Q2/W
= 100/150
= 0,67
SELAMAT SELAMAT BELAJARBELAJAR
EXIT