Hukum Termodinamika I

ΔU = Q − W

Keterangan :

ΔU = perubahan energi dalam (joule)

Q = kalor (joule)

W = usaha (joule)

Proses-proses

Isobaris → tekanan tetap

Isotermis → suhu tetap → ΔU = 0

Isokhoris → volume tetap (atau isovolumis atau isometric) → W = 0

Adiabatis → tidak terjadi pertukaran kalor → Q = 0

Siklus → daur → ΔU = 0

Persamaan Keadaan Gas

Hukum Gay-Lussac

Tekanan tetap → V/T = Konstan → V1/T1 = V2/T2

Hukum Charles

Volume tetap → P/T = Konstan → P1/T1 = P2/T2

Hukum Boyle

Suhu tetap → PV = Konstan → P1V1 = P2V2

P, V, T Berubah (non adiabatis)

(P1V1) / (T1) = (P2V2) / (T2)

Adiabatis

P1V1 γ= P2V2γ

T1V1 γ − 1= T2V2γ − 1

γ = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap → γ = Cp/Cv

Usaha

W = P(ΔV) → Isobaris

W = 0 → Isokhoris

W = nRT ln (V2 / V1) → Isotermis

W = − 3/2 nRΔT → Adiabatis ( gas monoatomik)

Keterangan :

T = suhu (Kelvin, jangan Celcius)

P = tekanan (Pa = N/m2)

V = volume (m3)

n = jumlah mol

1 liter = 10−3m3

1 atm = 105 Pa ( atau ikut soal!)

Jika tidak diketahui di soal ambil nilai ln 2 = 0,693

Mesin Carnot

η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 %

η = ( W / Q1 ) x 100%

W = Q1 − Q2

Keterangan :

η = efisiensi mesin Carnot (%)

Tr = suhu reservoir rendah (Kelvin)

Tt = suhu reservoir tinggi (Kelvin)

W = usaha (joule)

Q1 = kalor masuk / diserap reservoir tinggi (joule)

Q2 = kalor keluar / dibuang reservoir rendah (joule)Diposkan oleh dlov forever   di 21:39 

Rumus-Rumus Fisika Lengkap/TermodinamikaDari Wikibooks Indonesia, sumber buku teks bebas berbahasa Indonesia

< Rumus-Rumus Fisika Lengkap

Subbagian ini akan menjelaskan rumus-rumus Hukum Pertama dan Hukum Kedua Termodinamika.

Daftar isi

  [sembunyikan] 

1     Hukum Pertama Termodinamika   

o 1.1      Proses-proses termodinamika gas   

1.1.1      Proses isobarik   

1.1.2      Proses isokhorik   

1.1.3      Proses isotermis/isotermik   

1.1.4      Proses adiabatik   

2     Sumber   

[sunting]Hukum Pertama Termodinamika

Perubahan energi dalam: 

Keterangan:

:Perubahan energi dalam (Joule)

U2:Energi dalam pada keadaan akhir (Joule)

U1:Energi dalam pada keadaan awal (Joule)

Usaha yang dilakukan oleh gas pada tekanan tetap:

Keterangan:

p: Besarnya tekanan (atm)

: Perubahan volume (liter)

Rumus umum usaha yang dilakukan gas: 

Penghitungan energi dalam:

Gas monoatomik: 

Gas diatomik: 

[sunting]Proses-proses termodinamika gas

[sunting]Proses isobarik

Diagram proses isobarik. Daerah berwarna kuning sama dengan usaha yang dilakukan.

Proses isobarik adalah perubahan keadaan gas pada tekanan tetap.

Persamaan keadaan isobarik: 

Usaha yang dilakukan pada keadaan isobarik: 

[sunting]Proses isokhorik

Digram proses isokhorik. Grafiknya berupa garis lurus vertikal karena volumenya tidak berubah. Tidak ada usaha

yang dilakukan pada proses isokhorik.

Proses isokhorik adalah perubahan keadaan gas pada volume tetap.

Persamaan keadaan isokhorik: 

[sunting]Proses isotermis/isotermik

Proses isotermik. Daerah berwarna biru menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan gas.

Proses isotermik adalah perubahan keadaan gas pada suhu tetap.

Persamaan keadaan isotermik: 

Usaha yang dilakukan pada keadaan isotermik:

Dari persamaan gas ideal

Rumus umum usaha yang dilakukan gas:

maka: 

karena   bernilai tetap, maka:

Ingat integral ini!

maka persamaan di atas menjadi

maka menjadi:

[sunting]Proses adiabatik

Proses adiabatik. Warna biru muda menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan.

Proses adiabatik adalah perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk

maupun keluar dari sistem.

Persamaan keadaan adiabatik: 

Tetapan Laplace: 

karena  , maka persamaan diatas dapat juga ditulis:

Usaha yang dilakukan pada proses

adiabatik: 

[sunting]Sumber

Kanginan, Marthen (2002). Fisika Untuk SMA Kelas XI Semester 2. Erlangga. ISBN

978-979-015-273-1.