MAKALAH FISIKA Termodinamika [PDF]

Citation preview

MAKALAH FISIKA TERMODINAMIKA D I S U S U N OLEH : NAMA : ERINA ATIKAH KELAS : X IPS 1



SMAN 1 PANGKALANBARU 2017



KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang atas rahmat-Nya maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah yang berjudul “Makalah Fisika Termodinamika”. Penulisan makalah adalah merupakan salah satu tugas dan persyaratan untuk menyelesaikan tugas mata pelajaran Fisika. Dalam Penulisan makalah ini penulis merasa masih banyak kekurangan –kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini. Dalam penulisan makalah ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada pihak – pihak yang membantu dalam menyelesaikan penulisan ini, khususnya. Secara khusus penulis menyampaikan terima kasih kepada keluarga tercinta yang telah memberikan dorongan dan bantuan serta pengertian yang besar kepada penulis, semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah memberikan bantuan dalam penulisan makalah ini. Akhirnya penulis berharap semoga Allah memberikan imbalan yang setimpal pada mereka yang telah memberikan bantuan, dan dapat menjadikan semua bantuan ini sebagai ibadah, Amiin Yaa Robbal ‘Alamiin.



Pangkalpinang, 8 September 2017



Penyusun



DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .............................................................................................. KATA PENGANTAR........................................................................................................ DAFTAR ISI.......................................................................................................................



BAB I PENDAHULUAN....................................................................................... ........... 1.1.Latar Belakang Masalah.............................................................................................. 1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................................... 1.3 Tujuan Penulisan......................................................................................................... 1.4 Manfaat .....................................................................................................................



BAB II PEMBAHASAN .......................................................................................... 1.



Pengertian Termodinamika..............................................................................



2.



Usaha Pada Berbagai Proses termodinamika .................................................



3.



Hukum I termodinamika ................................................................................



4.



Hukum II Termodinamika.........................................................................................



5.



Siklus Termodinamika...............................................................................................



BAB III PENUTUP............................................................................................................ A. Kesimpulan................................................................................................................ B.



Saran .........................................................................................................................



DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................................



BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Semua mahluk hidup melakukan pekerjaan.Tumbuh-tumbuhan melakukan pekerjaan ketika mengangkat air dari akar ke cabang-cabang,hewan melakukan melakukan pekerjaan ketika berenang ,merayap, dan terbang.Kerja juga terjadi ketika pemompaan darah melalui pembuluh darah dalam tubuh dan pada pemompaan ion-ion melewati dinding sel .Semua kerja ini diperoleh dari pengeluaran energy kimia yang disimpan dalam makanan yang dikonsumsi oleh mahluk hidup. Termodinamika berasal dari dua kata yaitu thermal (yang berkenaan dengan panas) dan dinamika (yang berkenaan dengan pergerakan).Termodinamika adalah kajian mengenai hubungan,panas, kerja, dan energy dan secara khusus perubahan panas menjadi kerja.Hukum termodinamika pertama dan kedua dirumuskan pada abad ke-19 oleh para ilmuan mengenai peningkatan efisiensi mesin uap.Bagaimanapun hokum ini merupakan dasar seperti hokum fisika lainnya.Mereka membatasi efisiensi amuba atauikan paus seperti mereka membatasi efisiensi mobil atau tenaga nuklir tumbuhan. 1.2 PERUMUSAN MASALAH 1.



Pengertian termodinamika ?



2.



Usaha pada berbagai proses termodinamika ?



3.



Hukum I termodinamika ?



4.



Hukum II termodinamika ?



5.



Siklus termodinamika ?



1.3 TUJUAN PENULISAN Berdasarkan rumusan masalah di atas maka tujuan kami MANFAAT adalah sebagai berikut : 1.



Mengetahui pengertian termodinamika



2.



Mengetahui usaha pad1.4



Tumbuh-tumbuhan melakukan pekerjaan ketika mengangkat air dari akar ke cabang-cabang,hewan melakukan melakukan pekerjaan ketika berenang ,merayap, dan terbang.Kerja juga terjadi ketika pemompaan darah melalui pembuluh darah dalam tubuh dan pada pemompaan ion-ion melewati dinding sel .Semua kerja ini diperoleh dari pengeluaran energy kimia yang disimpan dalam makanan yang dikonsumsi oleh mahluk hidup.



BAB II PEMBAHASAN 1. PENGERTIAN TERMODINAMIKA Termodinamika bersal dari (bahasa yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisiska energi , panas, kerja,entropi dan kespontanan proses. Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Termodinamika adalah satu cabang fisika teoritik yang berkaitan dengan hukum-hukum pergerakan panas,dan perubahan dari panas menjadi bentuk-bentuk energi yang lain.Istilah ini diturunkan dari bahasa yunani Therme (panas) dan dynamis (gaya).Cabang ilmu ini berdasarkan pada dua prinsip dasar yang aslinya diturunkan dari eksperimen,tapi kini dianggap sebagai aksiom.prinsip pertama adalah hukum kekekalan energi,yang mengambil bentuk hukum kesetaraan panas dan kerja.Prinsip yang kedua menyatakan bahwa panas itu sendiri tidak dapat mengalir dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih panas tanpa adanya perubahan dikedua benda tersebut. 2. HUKUM I TERMODINAMIKA Hukum I Termodinamika berkaitan dengan Hukum Kekekalan Energi untuk sebuah sistem yang sedang melakukan pertukaran energi dengan lingkungan dan memberikan hubungan antara kalor, energi, dan usaha. Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa“ untuk setiap proses, apabila kalor ditambahkan ke dalamsistem dan sistem melakukan usaha, maka akan terjadiperubahan energi” Jadi, dapat dikatakan bahwa Hukum I Termodinamika menyatakan adanya konsep kekekalan energi. Secara matematis, Hukum Pertama Termodinamika dituliskan sebagai berikut.dengan: Q = kalor yang diterima atau dilepaskan olehsistem (Joule) ΔU = U2 —U1=perubahan energi dalam sistem W = usaha yang dilakukan sistem (Newton) Perjanjian tanda yang berlaku untuk persamaan 1.1tersebut adalah sebagai berikut :Jika sistem melakukan kerja maka nilai W berharga positif.Jika sistem menerima kerja maka nilai W berharga negatif Jika sistem melepas kalor maka nilai Q berharga negatif Jika sistem menerima kalor maka nilai Q berharga positif Perubahan yang terjadi pada gas berada dalam keadaan tekanan tetap.Usaha



yang dilakukan gas dalam proses ini memenuhi persamaan W = P ΔV = p(V2 – V1). Dengan demikian, persamaan Hukum Pertama Termodinamika untuk proses isobarik dapat dituliskan sebagai berikut. Q = ΔU + W… 1.2 Suatu proses yang terjadi dalam sistem pada suhutetap. Besar usaha yang dilakukan sistem proses isotermal ini adalah Oleh karena ΔT = 0, menurut Teori Kinetik Gas, energi dalam sistem juga tidak berubah (ΔU = 0) karena perubahan energi dalam bergantung pada perubahan suhu.Ingatlah kembali persamaan energi dalam gas monoatomik yang dinyatakan dalam persamaan



3. HUKUM KE II TERMODINAMIKA Hukum termodinamika II dalam pernyataan aliran kalor "Kalor mengalir secara spontan dari suatu benda bersuhu tingg ke benda bersuhu rendah secara spontan dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya"



Hukum ke II Termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor "Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam satu siklus yang semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar" Hukum II Termodinamika dalam pernyataan entropi "Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversible terjadi dan bertambah ketika proses ireversible terjadi"



Entropi Entropi (S) adalah ukuran keacakan atau selang ketidakteraturan dalam suatu sistem. Entropi sistem meningkat ketika suatu keadaan yang teratur, tersusun dan terencana menjadi lebih tidak teratur, tersebar dan tidak terencana. Semakin tidak teratur, semakin tinggi pula entropinya. Dalam istilah yang lebih sederhana, entropi suatu sistem adalah suatu sistem dari manifestasi ketidakberaturan. Dengan kata lain entropi adalah banyaknya kalor atau energi yang tidak dapat diubah menjadi usaha Contoh: Pecahan gelas dan percikan air memiliki tingkat entropi lebih tinggi dibandingkan dengan gelas yang menyatu dan terisi di atas meja. Contoh lain telur yang digoreng memiliki tingkat entropi yang tinggi. Ketika suatu sistem menyerap sejumlah kalor Q dari reservoir yang memiliki temperatur mutlak, entropi sistem tersebut akan meningkat dan entropi reservoirnya akan menurun sehingga perubahan entropi sistem dapat dinyatakan dengan persamaan



Ciri proses reversible adalah perbuhan total entropi (ΔS = 0 )baik bagi sistem maupun lingkungan. Pada irreversible perubahan entropi ΔS > 0 . Proses irreversible selalu menaikan entropi semesta



Contoh Soal Gambar di samping menunjukkan bahwa 1.200 J kalor mengalir secara spontan dari reservoir panas bersuhu 600 K ke reservoir dingin bersuhu 300 K. Tentukanlah jumlah entropi dari sistem tersebut. Anggap tidak ada perubahan lain yang terjadi. Diketahui:



Perubahan pada reservoir panas (yang memberikan kalor diberi tanda "-")



Perubahan pada reservoir dingin (positif karena menerima kalor)



Total perubahan entropi adalah jumlah aljabar perubahan entropi setiap reservoir



Perubahan entropi reservoir adalah



(tanda " - " menunjukkan kalor dilepas ) Perubahan entropi keseluruhan sistem adalah



MESIN PENDINGIN



Contoh mesin pendingin adalah referigerator dan AC (air condition), dengan usaha W sejumlah kalor Q2 diambil dari reservoir bersuhu rendah T2, untuk kemudian diberikan ke reserevoir bersuhu tinggi T1 sebesar Q1. Secara matematis ditulis dalam persamaan berikut Ukuran penampilan sebuah mesin pendingin dinyatakan dengan "koefisien daya guna" yang diberi simbol "Kp" Besarnya koefisien daya guna (Kp)



Contoh Sebuah lemari es memiliki koefisien daya guna 7,0 . Tentukan suhu terendah di dalam lemari es yang dapat dicapai, jika suhu di luar adalah 30°C. Dik: Kp=7,0 t1= 30°C



Ditanya: T1



5. APLIKASI DARI TERMODINAMIKA Hukum termodinamika 1 adalah tentang prinsip konservasi (kekekalan) energi Bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah bentuk Selama berinteraksi antara sistem dan sekeliling, jumlah energi yang didapat dari sekeliling harus sama dengan energi yang dilepas oleh sistem atau sebaliknya. Energi dapat melewati batas dari suatu sistem tertutup dalam bentuk PANAS dan atau KERJA Perpindahan energi dapat terjadi bila ada perbedaan temperatur. Proses demikian disebut perpindahan energi dalam bentuk panas Definisi panas adalah bentuk energi yang dipindahkan antara 2 sistem ( atau antara sistem dengan keliling) karena perbedaan temperatur Panas akan menyebabkan kenaikan temperatur atau menambah energi.



BAB III PENUTUP A. KESIMPULAN Terdapat 2 Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu: a.



Hukum Pertama Termodinamika



Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem. b.



Hukum kedua Termodinamika



Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya. B. a.



SARAN Penulis dapat menambahkan lagi materi (menambahkan rumusan masalah) agar pengetahuan



pembaca menjadi lebih luas b.



Penulis juga dapat memperbanyak lagi sumber / referensi, agar makalah yang akan dibuat lebih



lengkap lagi.