370 likes | 999 Vues
APLIKASI HUKUM I TERMODINAMIKA DAN KAPASITAS KALOR. Dipresentasikan oleh : Diah Sylvia W. (4101408005) Wahyu Ayu Nurjanah (4101408173) Zahid Abdush S. (4101410107). 5. 4. 3. APLIKASI HUKUM I TERMODINAMIKA PADA SISTEM KIMIA.
E N D
APLIKASI HUKUM I TERMODINAMIKA DAN KAPASITAS KALOR Dipresentasikanoleh: Diah Sylvia W. (4101408005) WahyuAyuNurjanah (4101408173) ZahidAbdush S. (4101410107)
APLIKASI HUKUM I TERMODINAMIKA PADA SISTEM KIMIA • Termodinamikaadalahstuditentangefekpanas yang terjadibaikdalamprosesfisismaupunreaksikimia. • Hukum I Termodinamika: dU = dq + dw U = q + w w= -P dV
Kalorreaksi: energi yang dapatdipindahkandarisistemkelingkunganatausebaliknya. qv: Kalorreaksipada volume tetap qp : kalorreaksipadatekanantetap • Pada volume tetap (w=0) maka: ΔU = qv • Padatekanantetapmaka: ΔU = qp+ w = qp - P dV
ΔU = qp - P dV U2 – U1 = qp – P (V2 – V1) (U2 – U1) + P(V2 – V1) = qp (U2 + PV2) – (U1+PV1) = qp (U + PV)2 – (U + PV)1 = qp Besaran (U + PV) disebutentalpi H, sehingga: H2 – H1 = qp ΔH = qp
HubunganantaraΔH danΔU: H = U + PV ΔH = ΔU + Δ(PV) • Untuk gas ideal Δ(PV) = ΔnRT, sehingga: ΔH = ΔU + ΔnRT
KAPASITAS KALOR • Kapasitaskalor (C) suatusistemadalahjumlahkalor yang diperlukanuntukmenaikkansistemsebanyaksatuderajat (Kasmadi,2004,14). • Kalorjenis (s) suatuzatadalahjumlahkalor yang dibutuhkanuntukmenaikkansuhusatu gram zatsebesarsatuderajatcelcius(Raymond Chang, 2004, 172)
Hubunganantarakapasitaskalordengankalorjenisadalahsbb: C = ms m : massa (gram) s : kalorjenis (J K-1 g-1) C : kapasitaskalor (J K-1)
Jikakitamengetahuikalorjenisdanjumlahsuatuzat, makajumlahkalor (q) yang telahdiserapataudilepaskanpadasuatuprosesdapatdiketahuiberdasarkanperubahansuhusampel. Persamaannyaadalahsbb:
Kapasitaskalorpada volume tetap (Cv) adalah: • Sedangkanpadatekanantetap (Cp) adalah:
CONTOH SOAL Gas nitrogen dipanaskansebanyak 56 gram darisuhu 360 K menjadi 480 K. Jikadipanaskanpada volume tetapkalor yang diperlukansebesar 3 kJ. Jikamassamolekulrelatif nitrogen 28 g/mol. Tentukankapasitaskalor gas tersebutpada volume tetap.
Selesaian:Diketahui:m = 56 gram No = 28 g / molT1 = 360 K T2 = 480 KQv = 3 kJ = 3 x 10^3 JDitanya: Cv?Jawab : Untukmencari n, rumusnya:n = M / No = 56 / 28 = 2 mol ∆T = T2 – T1 = 480 – 360 = 120 KCv = Qv / n ∆T = 3 x 10 ^3 / 2 ( 120) = 12, 5 J / mol K
PenerapanHukumPertamaTermodinamika ProsesIsotermal EmpatProsesTermodinamika ProsesAdiabatik ProsesIsokorik ProsesIsobarik
ProsesIsotermal ProsesIsotermikadalahsuatuproses yang berlangsungdalamsuhukonstan. Karenaberlangsungdalamsuhukonstan, tidakterjadiperubahanenergidalam ( perubahanenergidalam = 0) danberdasarkanhukum I termodinamikakalor yang diberikansamadenganusaha yang dilakukansistem (Q = W).
Jikaditerapkanpadaprosesisotermal, persamaanHukumpertamatermodinamikaakanberubahbentuk :
ProsesAdiabatik Dalamprosesadiabatik, tidakadakalor yang ditambahkanpadasistemataumeninggalkansistem (Q = 0). Prosesadiabatikbisaterjadipadasistemtertutup yang terisolasidenganbaik, jugabisaterjadipadasistemtertutup yang tidakterisolasi.
Jikaditerapkanpadaprosesadiabatik, persamaanHukumpertamatermodinamikaakanberubahbentuk :
ProsesIsokorik DalamprosesIsokorik, volume sistemdijaga agar selalukonstan. Karena volume sistemselalukonstan, makasistemtidakbisamelakukankerjapadalingkungan. Demikianjugasebaliknya, lingkungantidakbisamelakukankerjapadasistem.
Jikaditerapkanpadaprosesisokorik, persamaanHukumpertamatermodinamikaakanberubahbentuk :
ProsesIsobarik DalamprosesIsobarik, tekanansistemdijaga agar selalukonstan. Karena yang konstanadalahtekanan, makaperubahanenergidalam (delta U), kalor (Q) dankerja (W) padaprosesisobariktidakada yang bernilai nol. persamaanhukumpertamatermodinamikatetaputuhsepertisemula