Info Populer 2022

Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Referensi Soal

Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Referensi Soal
Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Referensi Soal

Rumus.co.id – Setelah sebelumnya kita membahas tentang cermin cembung kali ini kita akan membahas materi wacana rumus aturan termodinamika 1 dan 2, kita akan jabarkan secara detail dan lengkap dari pengertian, suara aturan termodinamika, siklus, entropi,  rumus dan teladan soal beserta pembahasannya.


Pengertian Termodinamika


 Setelah sebelumnya kita membahas tentang  Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Contoh Soal
Hukum Termodinamika


Termodinamika ialah bidang ilmu yang mencakup hubungan antara panas dan jenis energi lainnya. Termodinamika ditemukan dan diteliti awal kurun 18. Pada ketika itu, terkait dengan dan menerima perhatian sebab penggunaan mesin uap. Termodinamika sanggup dipecah menjadi dua hukum.


Hukum I Termodinamika


Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa :


“Jumlah kalor pada suatu sistem ialah sama dengan perubahan energi di dalam sistem tersebut ditambah dengan perjuangan yang dilakukan oleh sistem.”


Hubungan antar kalor dan lingkungan dalam aturan I Termodinamika menyerupai yang ditunjukkan pada gambar 1.

Energi dalam sistem merupakan jumlah total semua energi molekul yang ada di dalam sistem.


Apabila sistem melaksanakan perjuangan atau sistem mendapatkan kalor dari lingkungan, maka energi dalam sistem akan naik. Sebaliknya kalau energi dalam sistem akan berkurang kalau sistem melaksanakan perjuangan terhadap lingkungan atau sistem memberi kalor pada lingkungan.


Dengan demikian sanggup kita disimpulkan bahwa perubahan energi dalam pada sistem tertutup ialah selisih kalor yang diterima dengan perjuangan yang dilakukan sistem.

Rumus Hukum I Termodinamika


Dari suara aturan I Termodinamika, maka rumus aturan I Termodinamika sanggup dituliskan sebagai berikut ini :


Q = ∆U + W ataupun ∆U = Q – W


Di mana :

∆U = Perubahan energi dalam sistem (J)

Q = Kalor yang diterima ataupun dilepas sistem (J)

W = Usaha (J)


Perjanjian pada aturan I Termodinamika


Rumus aturan I Termodinamika digunakan dengan perjanjian sebagai berikut ini :

1. Usaha (W) bernilai positif (+) kalau sistem melaksanakan suatu usaha

2. Usaha (W) bernilai negatif (-) kalau sistem mendapatkan suatu usaha

3. Q bernilai negatif kalau sistem melepaskan kalor

4. Q bernilai positif kalau sistem mendapatkan suatu kalor



Pengertian Siklus


Siklus merupakan serangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada keadaan yang sama dengan keadaan awalnya. Agardapat melaksanakan perjuangan terus-menerus, suatu sistem harus bekerja dalam satu siklus. Ada 2 macam siklus, yakni siklus reversibel (siklus yang sanggup balik) dan irreversibel (siklus yang tidak sanggup balik).


Siklus Carnot


 Setelah sebelumnya kita membahas tentang  Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Contoh Soal
Siklus Carnot


 


Gambar diatas ialah gambar siklus mesin pemanas carnot. terdapat empat proses dalam siklus Carnot, yakni :



  • pemuaian dengan cara isotermik (a-b)

  • pemuaian dengan cara adiabatik (b-c)

  • pemampatan dengan cara isotermik (c-d)

  • pemampatan dengan cara adiabatik (d-a)


Mesin Kalor Carnot


Proses dalam mesin kalor Carnot, perhatikanlah gambar siklus carnot diatas. Siklus sanggup dijelaskan sebagai berikut ini :



  • Siklus a-b

    Gas menyerap kalor Qt pada temperatur Tv Suhu sistem sama dengan suhu reservoir panas sehingga sanggup disebut proses isotermik. Gas memuai dan melaksanakan suatu perjuangan pada pengisap. Oleh sebab energi dalam tetap maka perjuangan yang dikerjakan pada sistem sama dengan kalor yang diserap.

  • Siklus b-c

    Beban pengisap dikurangi sehingga menjadikan gas memuai berdasarkan proses adiabatik. Terjadinya pengurangan energi dalam dan suhu sistem menurun hingga sama dengan suhu pada reservoir hirau taacuh Tr

  • Siklus c-d

    Gas mengalami penyusutan dengan cara isotermik dengan membuang kalor Qrpada reservoir hirau taacuh pada temperatur 7) sehingga perjuangan negatif (usaha dilakukan pada sistem).

  • Siklus d-1

    Beban pengisap ditambahkan sehingga gas menyusut berdasarkan proses adiabatik. Terjadinya penambahan energi dalam dan suhu naik hingga sama dengan suhu pada reservoir panasT. Energi dalam suatu gas kembali menyerupai pada awal siklus.


Usaha pada mesin pemanas Carnot :


W = Qt – Qy


Karakteristik mesin kalor carnot dinyatakan dengan efisiensi mesin (η) yakni perbandingan antara perjuangan yang dilakukan dengan kalor yang diserap. Secara matematis ditulis sebagai berikut ini.


 Setelah sebelumnya kita membahas tentang  Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Contoh Soal
Sistematis


Efisiensi suatu mesin kalor jenis apapun selalu lebih kecil dari efisiensi mesin ideal atau mesin Carnot.


Berdasarkan aturan I Termodinamika berlaku:



 


 Setelah sebelumnya kita membahas tentang  Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Contoh Soal
Berdasarkan Hukum I Termodinamika



Keterangan:

η : efisiensi mesin

Tr : temperatur pada reservoir rendah

Tt ; temperatur pada reservoir tinggi

Qr : kalor yang dibuang pada reservoir rendah

Qt : kalor yang diserap pada reservoir tinggi


Mesin Pendingin Carnot


Contoh dari mesin pendingin Carnot antaralain mesin pendingin ruangan dan lemari es. Siklus mesin pendingin Carnot yakni kebalikan siklus mesin kalor Carnot sebab siklusnya ialah  reversibel (dapat balik).


Usaha pada mesin pendingin Carnot sanggup dituliskan sebagai berikut ini :


W= Qt — Qr


Karakteristik pada mesin pendingin dinyatakan dengan koefisien performansi atau koefisien kinerja dengan simbol Kd. Koefisien kinerja didefinisikan sebagai perbandingan perjuangan antara kalor yang dipindahkan dengan perjuangan yang dilakukan sistem.


Mesin Pemanas Carnot


Dari Gambar sebelumnya diatas sanggup dijelaskan bahwa kalor yang diambil dipindahkan ke dalam ruangan.

Karakteristik mesin pemanas dinyatakan dengan koefisien kerja dengan simbol Kp . Secara matematis sanggup dituliskan sebagai berikut ini :


 Setelah sebelumnya kita membahas tentang  Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Contoh Soal
Secara Sistematis




Hukum II Termodinamika


Hukum II Termodinamika menyatakan bahwa :


” Kalor mengalir secara alami dari benda yang panas kebenda yang dingin; kalor tidak akan mengalir secara impulsif dari benda hirau taacuh ke benda panas tan pa dilakukan usaha”.


Penjelasan aturan II Termodinamika ialah sebagai berikut ini :



  • Tidaklah mungkin menciptakan mesin yang bekerja dalam satu siklus, mendapatkan kalor dari satu reservoir dan mengubah kalor seluruhnya menjadi usaha.

  • Tidaklah mungkin menciptakan mesin yang bekerja dalam satu siklus dengan mengambil kalor dari reservoir yang memiliki suhu rendah dan memberikannya ke reservoir suhu tinggi tanpa perjuangan dari luar.

  • Mesin yang bekerja di antara reservoir suhu Tt dan reservoir suhu Tt(Tt > Tr), memiliki efisiensi maksimum.


Pengertian Entropi


Entropi sanggup kita diartikan sebagai ukuran ketidakteraturan. Dalam sistem tertutup peningkatan entropi disertai oleh penurunan jumlah energi yang tersedia. Semakin tinggi entropi, semakin tinggi pula ketakteraturannya.



  • Entropi pada Proses Temperatur Konstan

    Jika suatu sistem pada suhu mutlak T mengalami proses reversibel dengan menyerap sejumlah kalor Q maka kenaikan entropi ∆S sanggup dituliskan sebagai berikut ini :


    ∆S = S2 – S1 = Q/T




Keterangan :

∆S : perubahan entropi (J/K)

S1 : entropi mula-mula (J/K)

S2 : entropi final (J/K)



  • Entropi pada Proses Temperatur Berubah

    Pada proses yang mengalami perubahan temperatur, entropi dituliskan sebagai berikut ini :


 Setelah sebelumnya kita membahas tentang  Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Contoh Soal
Entropi Pada Temperatur


Keterangan :

∆S : perubahan entropi (J/K)

S1 : entropi mula-mula (J/K)

S2 : entropi final (J/K)

c : kalor jenis (J/kg K)

m : massa (kg)

T1 : suhu mula-mula (K)

T2 : suhu final (K)



Contoh Soal Beserta Pembahasannya


1. Suatu mesin memiliki suhu reservoir tinggi 400°C dan suhu reservoir rendah 70°C. Hitunglah efisiensi pada mesin tersebut!


Penyelesaian :


Diketahui :

Tt = 400°C atau 673 k

Tr = 70°C atau 343 K


Ditanyakan : η


Jawab:


 Setelah sebelumnya kita membahas tentang  Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Contoh Soal
Jawaban 1


 


Maka, efisiensi mesin sebesar 49%


 


2. Suatu sistem menyerap kalor sebesar 60 kJ pada suhu 27°C. Berapakah perubahan entropi sistem tersebut?


Penyelesaian :


Diketahui:

Q = 60 kJ atau 60. 000J

T = 27°C atau 300 K


Ditanyakan :


Jawab:


 


 Setelah sebelumnya kita membahas tentang  Hukum Termodinamika 1 Dan 2 – Pengertian, Rumus, Contoh Soal
Jawaban 2


Maka, besar perubahan entropi yakni 200J/K


Inilah tadi pembahasan lengkap mengenai materi wacana rumus termodinamika, Semoga bermanfaat…


BACA JUGA :



Advertisement

Iklan Sidebar