Hukum Termodinamika 1 dan 2 - Persamaan, Bunyi, Pengertian, Contoh Soal dan Pembahasan

• Hukum Termodinamika 1 diterapkan pada gas, khususnya gas ideal
  
  PV = n R T
  P . DV + -V . DP = n R DT


• Energi adalah kekal, jika diperhitungkan semua bentuk energi yang timbul.


• Usaha tidak diperoleh jika tidak diberi energi dari luar.


• Dalam suatu sistem berlaku persamaan termodinamika I:
  
  DQ = DU+ DW
  
  DQ = kalor yang diserap
  DU = perubanan energi dalam
  DW = usaha (kerja) luar yang dilakukan

DARI PERSAMAAN TERMODINAMIKA I DAPAT DIJABARKAN:

 

• Pada proses isobarik (tekanan tetap) ® DP = 0; sehingga,
  
  DW = P . DV = P (V₂ - V₁) ® P. DV = n .R DT
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

  DQ = n . Cp . DT	® maka Cp = 5/2 R (kalor jenis pada tekanan tetap)
  DU-= 3/2 n . R . DT

  
  


• Pada proses isokhorik (Volume tetap) ® DV =O; sehingga,
  
  DW = 0 ® DQ = DU
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

  DQ = n . Cv . DT	® maka Cv = 3/2 R (kalor jenis pada volume tetap)
  AU = 3/2 n . R . DT

  
  


• Pada proses isotermik (temperatur tetap): ® DT = 0 ;sehingga,
  
  DU = 0 ® DQ = DW = nRT ln (V₂/V₁)


• Pada proses adiabatik (tidak ada pertukaran kalor antara sistem dengan sekelilingnya) ® DQ = 0 Berlaku hubungan::
  
  PV^g = konstan ® g = C_p/C_v ,disebut konstanta Laplace


• Cara lain untuk menghitung usaha adalah menghitung luas daerah di bawah garis proses.

Catatan:

• Jika sistem menerima panas, maka sistem akan melakukan kerja dan energi akan naik. Sehingga DQ, DW ® (+).


• Jika sistem menerima kerja, maka sistem akan mengeluarkan panas dan energi dalam akan turun. Sehingga DQ, DW ® (-).

1. Untuk gas monoatomik (He, Ne, dll), energi dalam (U) gas adalah
   
   U = E_k = 3/2 nRT ® g = 1,67

• Untuk gas diatomik (H₂, N₂, dll), energi dalam (U) gas adalah
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

  Suhu rendah (T £ 100ºK)	U = Ek = 3/2 nRT	® g = 1,67	® Cp-CV=R
  Suhu sedang	U = Ek =5/2 nRT	® g = 1,67
  Suhu tinggi (T > 5000ºK)	U = Ek = 7/2 nRT	® g = 1,67

  
  

Hukum Termodinamika 2

Tidak mungkin membuat suatu mesin yang bekerja secara terus-menerus serta rnengubah semua kalor yang diserap menjadi usaha mekanis.

T1 > T2, maka usaha mekanis: W = Q1 - Q2 h = W/Q1 = 1 - Q2/Q1 = 1 - T2/T1

 

T₁ = reservoir suhu tinggi
T₂ = reservoir suhu rendah
Q₁ = kalor yang masuk

Q₂ =kalor yang dilepas 
W = usaha yang dilakukan
h = efesiensi mesin

 

Untuk mesin pendingin: h = W/Q2 = Q1/Q2 -1 = T1/T2 - 1 Koefisien Kinerja = 1/h

 

Penjelasan Materi Lainnya

---

---