HUKUM TERMODINAMIKA 1

1.      Pengertian Termodinamika

Termodinamika, menurut kamus besar bahasa Indonesia diartikan sebagai ilmu pengetahuan tentang transformasi energi, perubahan keadaan, dan kesetimbangan sekumpulan partikel yang membentuk gas, zat cair atau zat padat, terutama yg berhubungan dengan sifat termal.

Energi yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W= p ∆V. Pada blog ini,saya hanya akan membahas Hukum Termodinamika 1. Sehingga untuk Hukum Termodinamika 1 berlaku:

∆Q=∆U+∆W

∆Q= Kalor yang keluar/ masuk system

∆U= Perubahan energy dalam

∆W= Energi luar

        

2.      Prinsip Kerja Termodinamika 1

Perubahan energi dalam ΔU dari sebuah sistem hanya tergantung pada transfer panas ke dalam sistem (Q) dan kerja yang dilakukan oleh sistem (W) dan tidak tergantung pada proses yang terjadi. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, seperti data di bawah ini:

Apabila panas ditambahkan ke sistem ∆Q +

Panas dilepaskan dari sistem ∆Q -

Kerja dilakukan pada sistem ∆W -

Kerja dilakukan oleh sistem ∆W +

3.      Jenis-jenis Proses Hukum Termodinamika 1

a.      Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik.

      Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap. ( lihat gambar ).

sebelum dipanaskan              sesudah dipanaskan

      Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac:

V₁/ T₂ = V₂/ T₂

      Usaha luar yang dilakukan adalah : W = p ( V₂ - V₁ ). karena itu hukum I termodinamika dapat dinyatakan :

∆Q =  ∆U + p ( V₂ - V₁ )

      Panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu gas pada tekanan tetap dapat dinyatakan dengan persamaan :

∆Q = m c_p ( T₂ - T₁ )

b.      Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

      Pada proses ini volume Sistem konstan. ( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan.          Sesudah dipanaskan.

      Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk :

P₁/ T₁ = P₂/ T₂

      Karena ∆V = 0 maka W = p . ∆V

                              W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                  ∆Q =  U₂ - U₁

      Kalor yang diserap oleh sistem hanya dipakai untuk menambah energi dalam (∆U )

      ∆Q = ∆U

      ∆U = m . c_v ( T₂ - T₁ )

c.       Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik.

      Selama proses suhunya konstan. ( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan.          Sesudah dipanaskan.

      Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE.

P₁ V₂ = P₂ V₂

Karena suhunya konstan T₂ = T₁ maka :

 ∆U = U₂ - U₁

         = 3/2 n R T₂  -  3/2 n R T₁  =  0  ( Usaha dalamnya nol )

d.      Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik.

            Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0 ( lihat gambar )

 Sebelum proses                Selama/akhir proses

            oleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay            Lussac P₁V₁/ T₁ = P₂V₂/ T₂

4.      Penerapan Hukum Termodinamika 1

PENGERTIAN SIKLUS.

Suatu pesawat yang dapat mengubah seluruh kalor yang diserapnya menjadi usaha secara terus menerus belum pernah kita jumpai. yang ada hanya pengubahan kalor menjadi usaha melalui satu tahap saja. Misalnya : proses isothermis.

Agar sistem ini dapat bekerja terus-menerus dan hasilnya ada kalor yang diubah menjadi usaha, maka  harus ditempuh cara-cara tertentu. Perhatikan gambar di bawah ini.

- Mulai dari ( P₁ , V₁ ) gas mengalami proses isothermis sampai ( P₂ , V₂ ).

- Kemudian proses isobarik mengubah sistem dari ( P₂ , V₂ ) sampai ( P₂ , V₁ ).

- Akhirnya proses isobarik membuat sistem kembali ke ( P₁ , V₁ ).

Usaha yang dilakukan sama dengan luas bagian gambar yang diarsir proses seperti yang ditunjukkan pada gambar diatas disebut : SIKLUS. Pada akhir proses sistem kembali ke keadaan semula. Ini berarti pada akhir siklus energi dalam sistem sama dengan energi dalam semula. Jadi untuk melakukan usaha secara terus menerus, suatu siklus harus melakukan usaha secara terus menerus, suatu siklus harus bekerja dalam suatu siklus.