FISIKA SMA

Entropi

Materi Entropi

Dalam pembahasan sebelumnya kita sudah mempelajari beberapa pernyataan khusus hukum kedua termodinamika. Perlu diketahui bahwa pernyataan khusus tersebut hanya bisa menjelaskan beberapa proses ireversibel saja. Pernyataan Clausius hanya menjelaskan perpindahan kalor dan kaitannya dengan prinsip kerja mesin pendingin. Pernyataan Kelvin dan Planck berkaitan dengan prinsip kerja mesin kalor. Pada dasarnya kedua pernyataan ini berhubungan dengan perpindahan kalor. Masih banyak proses ireversibel lainnya tidak bisa dijelaskan menggunakan kedua pernyataan tersebut.

Artikel tentang Mesin pendingin

Mesin pendingin merupakan mesin kalor yang bekerja terbalik. Jadi mesin kalor mengambil kalor dari tempat yang bersuhu rendah dan membuang kalor tersebut ke tempat yang bersuhu tinggi. Agar proses ini bisa terjadi maka mesin harus melakukan kerja. Bagaimanapun kalor secara alami hanya mau mengalir dari tempat bersuhu tinggi menuju tempat bersuhu rendah. Kalor tidak mungkin mengalir dengan sendirinya dari tempat bersuhu rendah menuju tempat bersuhu tinggi. Hal ini sesuai dengan penyataan Clausius yang telah diulas sebelumnya. Untuk proses yang terjadi pada mesin pendingin, pernyataan Clausius sebelumnya bisa ditulis dalam pernyataan berikut :

Siklus mesin Carnot

Artikel tentang Siklus Mesin Carnot

Untuk mengetahui bagaimana menaikkan efisiensi mesin kalor, seorang ilmuwan Perancis bernama Sadi Carnot (1796‐1832) meneliti suatu mesin kalor ideal secara teoritis pada tahun 1824. Pada waktu itu hukum pertama termodinamika belum dirumuskan, demikian juga hukum kedua termodinamika. Hukum pertama belum dirumuskan karena para ilmuwan belum mengetahui bahwa kalor merupakan energi. Setelah Joule dan teman‐temannya melakukan percobaan pada tahun 1830-an, para ilmuwan baru mengetahui secara pasti bahwa kalor merupakan energi yang berpindah akibat adanya perbedaan suhu. Jadi hukum pertama termodinamika dirumuskan setelah tahun 1830. Sadi Carnot sudah meneliti mesin kalor ideal secara teoritis pada tahun 1824. Penelitian yang beliau lakukan sebenarnya untuk menaikkan efisiensi mesin uap yang pada waktu itu sudah digunakan. Kebanyakan mesin uap waktu itu kurang efisien.

Hukum II Termodinamika

Artikel tentang Hukum II Termodinamika

Semua proses yang terjadi secara alami berlangsung pada satu arah saja tapi tidak dapat berlangsung pada arah sebaliknya, biasa disebut sebagai proses ireversibel. Setelah terlepas dari tangkainya dan jatuh bebas ke tanah, buah mangga tidak pernah bergerak lagi ke atas. Buku yang kita dorong lalu berhenti tidak pernah bergerak kembali ke arah kita. Kalau kita menyentuhkan benda yang bersuhu tinggi (benda panas) dengan benda yang bersuhu rendah (benda dingin), kalor dengan sendirinya mengalir dari benda bersuhu tinggi menuju benda bersuhu rendah. Kita tidak pernah melihat proses sebaliknya, di mana kalor dengan sendirinya berpindah dari benda dingin menuju benda panas. Jika proses ini terjadi, maka benda yang dingin akan bertambah dingin, sedangkan benda yang panas akan bertambah panas. Tapi kenyataannya tidak seperti itu. Terdapat banyak proses ireversibel yang tampaknya berbeda satu sama lain, tapi semuanya berkaitan dengan perubahan bentuk energi dan perpindahan energi dari satu benda ke benda lain.

Penerapan Hukum Pertama Termodinamika pada beberapa proses Termodinamika

Artikel tentang Penerapan Hukum Pertama Termodinamika pada beberapa proses Termodinamika

Sebelumnya kita sudah membahas Hukum Pertama Termodinamika dan menganalisis usaha yang dilakukan oleh sistem. Kali ini kita mencoba meninjau beberapa penerapan Hukum Pertama Termodinamika dalam empat proses termodinamika. Keempat proses termodinamika yang dimaksud adalah proses isotermal, isokorik, isobarik dan adiabatik. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani.

Proses Isotermal (suhu konstan)

Terlebih dahulu kita tinjau penerapan hukum pertama termodinamika pada proses isotermal. Dalam proses Isotermal, suhu sistem dijaga agar selalu konstan. Sistem yang kita analisis secara teoritis adalah gas ideal. Suhu gas ideal berbanding lurus dengan energi dalam gas ideal (U = 3/2 nRT). Karena T tidak berubah maka U juga tidak berubah. Dengan demikian, jika diterapkan pada proses isotermal, persamaan Hukum pertama termodinamika menjadi :

Artikel tentang Hukum kekekalan energi

Bentuk‐bentuk energi

Dalam kehidupan kita sehari‐hari terdapat banyak bentuk energi. Pada pokok bahasan usaha dan energi, kita sudah berkenalan dengan dua bentuk energi mekanik yakni energi potensial dan energi kinetik. Energi potensial terdiri dari beberapa jenis, di antaranya adalah EP gravitasi, EP elastis dan EP listrik. Energi kinetik terdiri dari dua jenis yakni energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi.

Buah mangga yang lezat dan ranum memiliki energi potensial gravitasi ketika sedang menggelayut pada tangkainya. Demikian juga ketika dirimu berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah, misalnya di atap rumah ;). Energi potensial gravitasi dimiliki benda karena posisi relatifnya terhadap bumi.

Materi Hukum I Termodinamika

Proses Termodinamika

Kalor (Q) merupakan energi yang berpindah dari satu benda ke benda yang lain akibat adanya perbedaan suhu. Berkaitan dengan sistem dan lingkungan, bisa dikatakan kalor merupakan energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau energi yang berpindah dari lingkungan ke sistem akibat adanya perbedaan suhu. Jika suhu sistem lebih tinggi daripada suhu lingkungan, kalor akan mengalir dari sistem menuju lingkungan. Sebaliknya, jika suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu sistem, maka kalor mengalir dari lingkungan menuju sistem.

Jika Kalor (Q) berkaitan dengan perpindahan energi akibat adanya perbedaan suhu, maka Kerja (W) berkaitan dengan perpindahan energi yang terjadi melalui cara‐cara mekanis. Misalnya jika sistem melakukan kerja terhadap lingkungan, maka energi dengan sendirinya akan berpindah dari sistem menuju lingkungan. Sebaliknya jika lingkungan melakukan kerja terhadap sistem, maka energi akan berpindah dari lingkungan menuju sistem.

Contoh soal massa jenis

9 Contoh Soal Massa Jenis

1. Volum sebuah benda 8 cm³ ditimbang massanya 84 gram, maka massa jenisnya adalah …

A. 10,5 gr/cm³

B. 8,5 gr/cm³

C. 6,4 gr/cm³

D. 4,8 gr/cm³

Pembahasan

14 Contoh Soal Membuat Magnet

1. Contoh soal membuat magnet 1 Membuat magnet dengan cara digosok adalah …

Pembahasan
Pembuatan magnet dengan cara menggosok dilakukan dengan cara menggosokan magnet pada benda yang hendak dijadikan magnet, di mana penggosokan dilakukan pada satu arah. Kutub-kutub yang terbentuk pada benda yang dijadikan magnet bergantung pada kutub magnet yang digunakan untuk menggosok. Jika kutub magnet yang digunakan untuk menggosok adalah kutub utara maka ujung terakhir benda yang digosok menjadi kutub selatan. Sebaliknya apabila kutub magnet yang digunakan untuk menggosok adalah kutub selatan maka ujung terakhir benda yang digosok menjadi kutub utara.
Jawaban yang benar adalah C.

Hukum gas ideal (Persamaan keadaan gas ideal)

Artikel tentang Hukum gas ideal (Persamaan keadaan gas ideal)

Hukum-hukum gas antara lain hukum Boyle, hukum Charles dan hukum Gay‐Lussac tidak berlaku untuk semua kondisi gas maka analisis kita akan menjadi lebih sulit. Untuk mempermudah analisis, dibuat suatu model gas ideal. Gas ideal tidak ada dalam kehidupan sehari‐hari, gas ideal hanya bentuk sempurna yang sengaja dibuat untuk mempermudah analisis. Adanya konsep gas ideal ini juga sangat membantu kita dalam meninjau hubungan antara ketiga hukum gas tersebut.

Hubungan antara suhu, volume dan tekanan gas

Dengan berpedoman pada ketiga hukum gas di atas, kita bisa menurunkan hubungan yang lebih umum antara suhu, volume dan tekanan gas.