Gurumuda.Net

Menu

Tag: Materi Fisika SMA – Termodinamika

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 : Continue reading “Mesin pendingin”

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. Continue reading “Siklus mesin Carnot”

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. Continue reading “Hukum II Termodinamika”

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 : Continue reading “Penerapan Hukum Pertama Termodinamika pada beberapa proses Termodinamika”

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. Continue reading “Hukum I Termodinamika”

Hukum ke nol termodinamika

Sejauh ini kita baru meninjau kesetimbangan termal yang dialami oleh dua benda yang bersentuhan. Untuk memahami konsep kesetimbangan termal secara lebih mendalam, mari kita tinjau tiga benda (sebut saja benda A, benda B dan benda C). Misalnya benda B dan benda C tidak saling bersentuhan, tetapi benda A bersentuhan dengan benda B dan benda A bersentuhan dengan benda C. Amati gambar di bawah.

Hukum ke nol termodinamikaKarena saling bersentuhan maka benda A dan benda B berada dalam kesetimbangan termal, demikian juga benda A dan benda C berada dalam kesetimbangan termal. Apakah benda B dan benda C yang tidak saling bersentuhan juga berada dalam kesetimbangan termal ? Continue reading “Hukum ke nol termodinamika”