Tugas Kimia Fisika
TUGAS
KIMIA FISIKA
Oleh
Medi Salpia03061002056
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
2010Bunyi Hukum Pertama Thermodinamika I
Bunyinya yaitu :
Perubahan energi dalam Udari 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
Menurut Einstein : Energi tidak bisa dihilangkan atau
diciptakan, hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Atau dengan kata lain Dengan kata lain dalam interaksi energi
antara sistem dan lingkungan: Energi yang diterima oleh sistem akan
sama besarnya dengan energi yang dilepaskan oleh lingkungan.Hukum
Pertama Termodinamika dan energi dalamenergi dalam (U). Energi
dalam sistem merupakan jumlah seluruh energi kinetik molekul
sistem, ditambah jumlah seluruh energi potensial yang timbul akibat
adanya interaksi antara molekul sistem. Kita berharap bahwa jika
kalor mengalir dari lingkungan menuju sistem (sistem menerima
energi), energi dalam sistem akan bertambah Sebaliknya, jika sistem
melakukan kerja terhadap lingkungan (sistem melepaskan energi),
energi dalam sistem akan berkurang
Dengan demikian, dari kekekalan energi, kita bisa menyimpulkan
bahwa perubahan energi dalam sistem = Kalor yang ditambahkan pada
sistem (sistem menerima energi) Kerja yang dilakukan oleh sistem
(sistem melepaskan energi). Secara matematis, bisa ditulis seperti
ini :
Keterangan :
delta U = Perubahan energi dalam
Q = Kalor
W = Kerja
Persamaan ini berlaku untuk sistem tertutup (Sistem tertutup
merupakan sistem yang hanya memungkinkan pertukaran energi antara
sistem dengan lingkungan). Untuk sistem tertutup yang terisolasi,
tidak ada energi yang masuk atau keluar dari sistem, karenanya,
perubahan energi dalam = 0. Persamaan ini juga berlaku untuk sistem
terbuka jika kita memperhitungkan perubahan energi dalam sistem
akibat adanya penambahan dan pengurangan jumlah zat (Sistem terbuka
merupakan sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran materi dan
energi antara sistem tersebut dengan lingkungan). Mengenai sistem
terbuka dan tertutup telah gurumuda jelaskan pada postingan
sebelumnya
Hukum pertama termodinamika merupakan pernyataan Hukum Kekekalan
Energi dan ketepatannya telah dibuktikan melalui banyak percobaan
(seperti percobaan om Jimi Joule). Perlu diketahui bahwa hukum ini
dirumuskan pada abad kesembilan belas, setelah kalor dipahami
sebagai energi yang berpindah akibat adanya perbedaan suhu.
Energi dalam merupakan besaran yang menyatakan keadaan
mikroskopis sistem. Besaran yang menyatakan keadaan mikroskopis
sistem (energi dalam) tidak bisa diketahui secara langsung. Yang
kita analisis dalam persamaan Hukum Pertama Termodinamika hanya
perubahan energi dalam saja. Perubahan energi dalam bisa diketahui
akibat adanya energi yang ditambahkan pada sistem dan energi yang
dilepaskan sistem dalam bentuk kalor dan kerja. Jika besaran yang
menyatakan keadaan mikroskopis sistem (energi dalam) tidak bisa
diketahui secara langsung, maka besaran yang menyatakan keadaan
makroskopis bisa diketahui secara langsung. Besaran yang menyatakan
keadaan makroskopis adalah suhu (T), tekanan (p), volume (V) dan
massa (m) atau jumlah mol (n). Ingat ya, Kalor dan Kerja hanya
terlibat dalam proses perpindahan energi antara sistem dan
lingkungan. Kalor dan Kerja bukan merupakan besaran yang menyatakan
keadaan sistem.
Aturan tanda untuk Kalor (Q) dan Kerja (W)Aturan tanda untuk
Kalor dan Kerja disesuaikan dengan persamaan Hukum Pertama
Termodinamika. Kalor (Q) dalam persamaan di atas merupakan kalor
yang ditambahkan pada sistem (Q positif), sedangkan Kerja (W) pada
persamaan di atas merupakan kerja yang dilakukan oleh sistem (W
positif). Karenanya, jika kalor meninggalkan sistem, maka Q
bernilai negatif. Sebaliknya, jika kerja dilakukan pada sistem,
maka W bernilai negatif. Pahami perlahan-lahan.
Contoh soal 1 :
Jika kalor sebanyak 2000 Joule ditambahkan pada sistem,
sedangkan sistem melakukan kerja 1000 Joule, berapakah perubahan
energi dalam sistem ?
Panduan jawaban :
Sistem mendapat tambahan kalor (sistem menerima energi) sebanyak
2000 Joule. Sistem juga melakukan kerja (sistem melepaskan energi)
1000 Joule. Dengan demikian, perubahan energi sistem = 1000
Joule.
Contoh soal 2 :
Jika kalor sebanyak 2000 Joule meninggalkan sistem dan sistem
melakukan kerja 1000 Joule, berapakah perubahan energi dalam sistem
?
Panduan jawaban :
Perlu diingat, jika kalor meninggalkan sistem, berarti Q
bernilai negatif
Kalor meninggalkan sistem (sistem melepaskan energi) sebanyak
2000 Joule. Sistem juga melakukan kerja (sistem melepaskan energi)
sebesar 1000 Joule. Dengan demikian, energi dalam sistem berkurang
sebanyak 3000 J.
Aplikasi hokum thermodinamika 1Aplikasi: Mesin-mesin pembangkit
energi dan pengguna energi. Semuanya hanya mentransfer energi,
tidak menciptakan dan menghilangkanMisalnya pada kehidupan
sehar-hari
Proses isotermal: energi Marusia terhadap sistem dan
lingkungan
Proses isohorik: pengering pakaian
Proses isobarik: pembakaran gas untuk menaikan balon udara
Proses Adiabatik: pada saat proses pembakaran pada mesin,
terutama pada piston
Proses Siklik: mesin pendingin, kulkas , air conditioner
