√ Hukum Termodinamika 2 : Pengertian, Rumus dan Contohnya

Oleh Diposting pada

Pendahuluan

Hukum Termodinamika 2 – Hukum II termodinamika mengisyaratkan kepada Anda bahwa lebih mudah menghancurkan sesuatu daripada membangun. Gedung misalnya, untuk menghancurkannya Anda hanya memerlukan waktu dalam hitungan detik. Sebaliknya, untuk membangun sebuah gedung diperlukan waktu berhari-hari, bahkan terkadang sampai beberapa tahun.

  1. Usaha dan Proses Termodinamika

Sampai permulaan abad sembilan belas, kalor dianggap sebagai zat alir atau kalori yang terdapat pada setiap benda. Benda yang panas dianggap mempunyai kalori yang lebih banyak daripada benda yang bersuhu rendah. Benyamin Thomson, seorang Amerika yang kemudian berganti nama menjadi Count Rumford, merupakan orang pertama yang membuktikan bahwa kalor tidak mungkin merupakan zat.

Ketika melakukan pemboran meriam, ia mengamati suatu fakta bahwa meskipun mata bor telah tumpul sehingga tidak dapat mengebor lagi, air yang digunakan untuk pendingin tetap mendidih. Ia menarik kesimpulan bahwa gesekan antara air dan bor dapat menimbulkan kalor atau panas. Artinya, panas atau kalor adalah bentuk energi, bukan zat alir seperti yang dipahami sebelumnya. Sekitar tahun 1850, James Prescout Joule melakukan percobaan untuk mengukur kesetaraan antara kalor dan energi mekanik. Berdasarkan percobaan tersebut diperoleh nilai antara kalori dan joule, yaitu 1 kalori setara dengan 4,18 joule atau 1 joule setara 0,24 kalori.

Energi selalu berkaitan dengan usaha. Telah Anda ketahui bahwa usaha merupakan hasil perkalian gaya dengan perpindahan (W = F × s). Perhatikan Gambar 9.1 berikut! Gambar 9. 1 memperlihatkan penampang gas silinder yang didalamnya terdapat piston (penghisap). Piston ini dapat bergerak bebas naik turun. Jika luas piston A dan tekanan gas p, maka gas akan mendorong piston dengan gaya F = p × A. Oleh karena itu, usaha yang dilakukan gas adalah sebagai berikut.

  1. Proses Isobarik

Proses yang berlangsung pada tekanan tetap dinamakan proses isobarik. Bila volume gas bertambah, berarti gas melakukan usaha atau usaha gas positif (proses ekspansi). Jika volume gas berkurang, berarti pada gas dilakukan usaha atau usaha gas negatif (proses kompresi). Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses isobarik besarnya sebagai berikut

Usaha yang dilakukan gas terhadap lingkungannya atau kebalikannya sama dengan luas daerah bawah grafik tekanan terhadap volume (grafik p – V). Perhatikan Gambar 9.2!

  1. Proses Isotermal

Proses isotermal adalah proses yang dialami gas pada suhu tetap. Usaha yang dilakukan gas pada proses ini tidak dapat dihitung dengan persamaan W = p × V . Hal ini dikarenakan tekanannya tidak konstan. Namun, dapat diselesaikan dengan melakukan pengintegralan sebagai berikut.

karena n, R, dan T konstan, maka persamaannya menjadi seperti berikut.

  1. Proses Isokorik

Proses isokorik adalah proses yang dialami oleh gas di mana gas tidak mengalami perubahan volume atau volume tetap (∆ V 0 ). Oleh karena itu, usaha yang dilakukan gas pada proses isokorik adalah nol (W = P x 0 = 0

  1. Proses Adiabatik Pada proses isobarik, isotermal, dan isokorik dipengaruhi oleh lingkungan yaitu menerima atau melepaskan kalor. Proses adiabatik merupakan proses yang tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem (gas) ke lingkungan ∆Q = 0 . Hal ini dapat terjadi apabila terdapat sekat yang tidak menghantarkan kalor atau prosesnya berlangsung cepat. Pada proses adiabatik berlaku rumus Poison.

  1. Hukum Pertama Termodinamika

Hukum pertama termodinamika merupakan salah satu contoh hukum kekekalan energi. Artinya, energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat berubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya. Hukum I termodinamika menyatakan bahwa untuk setiap proses apabila kalor (Q) diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha (W), maka akan terjadi perubahan energi dalam ( U ). Pernyataan ini dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut.

  1. Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 1 kelvin. Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

Persamaan ini berlaku untuk gas. Kalor yang diberikan kepada gas untuk menaikkan suhunya dapat dilakukan pada tekanan tetap (proses isobarik) atau pada volume tetap (proses isokorik). Oleh karena itu, pada gas ada dua jenis kapasitas kalor, yaitu kapasitas kalor pada tekanan tetap (C p) dan kapasitas kalor pada volume tetap (CV). Secar matematis dapat ditulis seperti berikut.

demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai Hukum Termodinamika, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.

Posting terkait: