Jumat, 20 Maret 2015

Pemuaian Panas (Kalor)

Pemuaian panas adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubahvolumenya karena terkena panas (kalor). Pemuaian tiap-tiap benda akan berbeda, tergantung pada suhu di sekitar dan koefisien muai atau daya muai dari benda tersebut. Perubahan panjang akibat panas ini, sebagai contoh, akan mengikuti:
\frac{}{} L_{t} = L_{0} (1+\alpha * \Delta t)
di mana
\frac{}{}L_{t}  adalah panjang pada suhu t,
\frac{}{}L_{0}  adalah panjang pada suhu awal,
\frac{}{}\alpha  adalah koefisien muai panjang / kofisien muai linier, dan
\frac{}{} \Delta t adalah besarnya perubahan suhu.
Suatu benda akan mengalami muai panjang apabila benda itu hanya memiliki (dominan dengan) ukuran panjangnya saja. Muai luas terjadi pada benda apabila benda itu memiliki ukuran panjang & lebar, sedangkan muai volum terjadi apabila benda itu memiliki ukuran panjang, lebar, & tinggi.
\frac{}{} A_{t} = A_{0} (1 + \beta * \Delta t)
di mana
\frac{}{}A_{t}  adalah luas (Area) pada suhu t,
\frac{}{}A_{0}  adalah luas pada suhu awal,
\frac{}{}\beta  ( 2 kali \frac{}{} \alpha ) adalah koefisien muai luas, dan
\frac{}{} \Delta t adalah besarnya perubahan suhu.
Dan untuk perubahan volum:
\frac{}{} V_{t} = V_{0} (1 + \gamma * \Delta t)
di mana
\frac{}{}V_{t}  adalah V(olum) pada suhu t,
\frac{}{}V_{0}  adalah volum pada suhu awal,
\frac{}{}\gamma  ( 3 kali \frac{}{} \alpha ) adalah koefisien muai volum, dan
\frac{}{} \Delta t adalah besarnya perubahan suhu.


untuk lebih jelasnya "KLIK LINK DIBAWAH INI"
http://id.wikipedia.org/wiki/Pemuaian

Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Label:

Gas Nyata

Gas nyata – kebalikan dari gas ideal - menjelaskan karakteristik yang tidak dapat dijelaskan oleh hukum gas ideal. Untuk memahami perilaku gas nyata, maka faktor-faktor berikut ini mesti diperhitungkan:
Di banyak perhitungan, analisis mendetail mengenai gas nyata jarang dipergunakan, dan perkiraan dari nilai gas ideal dapat digunakan. Di sisi lain, model gas ideal dapat digunakan digunakan pada kondisi mendekat titikkondensasi gas, mendekati termodinamika, pada tekanan sangat tinggi, dan untuk menjelaskan efek Joule-Thomson serta beberapa kasus lain yang jarang digunakan.

Model van der Waals

Gas nyata diperhitungan dari massa molar dan volume molar
RT=\left(P+\frac{a}{V_m^2}\right)(V_m-b)
P adalah tekanan, T adalah temperatur, R adalah konstanta gas ideal, serta Vm adalah volume molar. a dan b adalah konstanta yang didefinisikan secara empiris untuk tiap gas, namun terkadang nilainya dapat diperkirakan dari nilaitemperatur kritis (Tc) dan tekanan kritis (Pc) menggunakan hubungan:
a=\frac{27R^2T_c^2}{64P_c}
b=\frac{RT_c}{8P_c}

untuk lebih jelasnya "KLIK LINK DIBAWAH INI"
http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_nyata
Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Label:

Eksotermi

Eksotermik

 Eksotermik ("pemanasan luar") dalam kaidah pembahasan termodinamikamenjelaskan suatu proses atau reaksi yang melepaskan energi panas atauenergi cahaya (contohnya percikan api atau ledakan), energi listrik (contohnya pada baterai), atau bisa juga energi suara. Asal kata eksotermik adalah dariawalan kata bahasa Yunani "ex-" (yang berarti di luar) dan "thermein" (yang berarti panas). Istilah ini pertama kali dicetuskan oleh Marcellin Berthelot, seorang ahli kimia dari Perancis. Kebalikan dari proses eksotermik adalah proses endotermik, yang menyerap energi dalam bentuk panas.
Konsep ini sering diterapkan dalam ilmu fisika untuk suatu reaksi kimia, di mana energi ikatan kimia diubah bentuknya menjadi energi panas (bahasa Inggris: thermal).
Sebuah ledakan adalah salah satu contoh dari reaksi Eksotermik.

Contoh

Beberapa contoh dari sebuah reaksi eksotermik dalam kehidupan sehari-hari adalah [1]:

Kondensasi


Uap air mengembun di atas cangkir teh panas
Kondensasi atau pengembunan adalah perubahan wujud benda ke wujud yang lebih padat, seperti gas (atau uap) menjadi cairan. Kondensasi terjadi ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap dikompresi (yaitu, tekanan ditingkatkan) menjadi cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Cairan yang telah terkondensasi dari uap disebutkondensat. Sebuah alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap menjadi cairan disebut kondenser. Kondenser umumnya adalah sebuah pendingin ataupenukar panas yang digunakan untuk berbagai tujuan, memiliki rancangan yang bervariasi, dan banyak ukurannya dari yang dapat digenggam sampai yang sangat besar.
Kondensasi uap menjadi cairan adalah lawan dari penguapan (evaporasi) dan merupakan proses eksothermik (melepas panas). Air yang terlihat di luar gelas air yang dingin di hari yang panas adalah kondensasi.

Kondensasi air


Embun di sebuah sarang laba-laba
Uap air di udara yang terkondensasi secara alami pada permukaan yang dingin dinamakan embun. Uap air hanya akan terkondensasi pada suatu permukaan ketika permukaan tersebut lebih dingin dari titik embunnya, atau uap air telah mencapai kesetimbangan di udara, seperti kelembapan jenuh. Titik embun udara adalah temperatur yang harus dicapai agar mulai terjadi kondensasi di udara.
Molekul air mengambil sebagian panas dari udara. Akibatnya, temperatur atmosfer akan sedikit turun. Di atmosfer, kondensasi uap airlah yang menyebabkan terjadinya awan. Molekul kecil air dalam jumlah banyak akan menjadi butiran air karena pengaruh suhu, dan tapat turun ke bumi menjadi hujan. Inilah yang disebut siklus air. [1]
Pengendapan atau sublimasi juga merupakan salah satu bentuk kondensasi. Pengendapan adalah pembentukan langsunges dari uap air, contohnya salju.
DariKe
PadatCairGasPlasma
PadatN/AMencairMenyublim-
CairMembekuN/AMenguap-
GasMengkristalMengembunN/AIonisasi
Plasma--Rekombinasi/DeionisasiN/A

Endotermik

Endotermik ("pemanasan dalam") dalam kaidah pembahasan termodinamika menggambarkan suatu proses atau reaksi yang menyerap panas. Asal kata eksotermik adalah dari awalan kata bahasa Yunani "endo-" (yang berarti di dalam) dan "thermein" (yang berarti panas). Kebalikan dari proses endotermik adalah proses eksotermik, yaitu proses yang melepaskan energi dalam bentuk panas. Istilah "endotermik" diciptakan oleh Marcellin Berthelot (25 Oktober 1827 - 18 Maret 1907), seorang ahli kimia dari Perancis.

Contoh[sunting | sunting sumber]


Contoh produk bungkusan es kimia
Beberapa contoh dari sebuah reaksi endotermik dalam kehidupan sehari-hari adalah [1]:







untuk lebih jelasnya " KLIK LINK DIBAWAH INI"

Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Label:

Selasa, 17 Maret 2015

Siklus Carnot dari sebuah gas ideal

Siklus Carnot dari sebuah gas ideal
Dalam problem ini, tekanan awal P dan volume awal V diketahui yaitu a. Rasio RV =V /V >1 dari volume pada keadaan c dan a juga diketahui. Konstanta γ diketahui sebesar 5/3. Anda tidak mengetahui berapa banyak mol gas yang ada.
Bacalah tahapan (1)- (4) berikut ini dan buatlah sketsa gambar untuk tiap tahapan siklusnya dalam grafik P-V. Berilah tanda pada titik-titik yang penting!
(1). Pada tahapan pertama dari keempat tahapan, anggaplah dari a ke b, sebuah gas ideal dikompresi dari Va menjadi Vbdan tidak boleh ada panas yang masuk atau keluar dari sistem. Pengompresian gas ini menyebabkan suhu gas naik dari suhu awal T1 menjadi suhu akhir T2. Selama proses ini, nilai dari PVγ= konstan, sedangkan nilai γ adalah= 5/3.
  • Berapakah tekanan Pb dan volume Vb gas pada keadaan b setelah proses pengompresian selesai?
  • Berapakah perubahan energi dalam gas selama proses pengompresian ini?
  • Berapakah usaha yang dilakukan oleh gas dalam proses pengompresian ini?
(2). Gas ini sekarang memuai secara isotermik dari b ke c, volumenya pun berubah dari Vb menjadi Vc.
  • Hitunglah usaha yang dilakukan oleh gas selama proses Wcb ini dan jumlah panas yang dihasilkan (Qcb) yang harus ditambahkan dari sumber panas pada suhu T2 dalam Pa , Va , T1 , T2 , dan Vc.
    • Apakah panas ini bernilai negatif atau positif? Jelaskan apakah panas ini ditambahkan atau dikeluarkan dari sistem.
  • Berapakah tekanan gas saat ini (Pc) ketika pengembangan pada tahap ini selesai?
(3). Ketika gas sekarang mencapai titik c maka sekarang gas memuai dari Vc menjadi Vd, dan tidak ada panas yang keluar atau masuk ke dalam sistem. Pemuaian gas ini menyebabkan suhu dan tekanan turun dari temperatur awal T2 menjadi suhu akhir T1 . Selama proses ini, nilai dari PVγ= konstan.
  • Berapakah tekanan gas saat ini (Pd) dan volume gas sekarang (Vd) setelah gas memuai?
  • Berapakah perubahan energi dalam gas selama proses ini?
  • Berapakah usaha yang dilakukan gas selama proses pemuaian ini?
(4). Sekarang gas dikompresi secara isotermik dari posisi d ke a pada suhu konstan T1 dari volume Vd kembali menjadi Va.
  • Berapakah usaha yang dilakukan oleh sistem ke lingkungan (Wd) dan panas yang mengalir antara sistem dan lingkungan (Qad)? Apakah besaran ini bernilai positif atau negatif? Jelaskan apakah ada panas yang masuk atau keluar dari sistem awal pada saat keadaan T1.
Siklus total:
  • Berapakah total usaha (Wsiklus) yang dilakukan oleh gas selama siklus ini?
  • Berapakah total panas (Qsiklus) (dari T2) dari sumber panas yang suhunya lebih tinggi selama siklus ini?
  • Berapakah efisiensi siklus ini? (εmax = Wsiklus / Qsiklus ( dari T2)?

Sumber



untuk lebih jelasnya "klik link dibawah ini"
Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Label:

Rumus Hukum Pertama Termodinamika

Perubahan energi dalam:  \Delta U= U_2 - U_1
Keterangan:
  • \Delta U:Perubahan energi dalam (Joule)
  • U2:Energi dalam pada keadaan akhir (Joule)
  • U1:Energi dalam pada keadaan awal (Joule)
Usaha yang dilakukan oleh gas pada tekanan tetap:
W = p \times \Delta V = p \times (V_2 - V_1)
Keterangan:
  • p: Besarnya tekanan (atm)
  • \Delta V: Perubahan volume (liter)
Rumus umum usaha yang dilakukan gas:  W = \int_{v_1}^{v_2} p dV
Penghitungan energi dalam:
  • Gas monoatomik:  \Delta U = \frac {3}{2}n \times R \times \Delta T = \frac {3}{2}n \times R \times (T_2-T_1)
  • Gas diatomik:  \Delta U = \frac {5}{2}n \times R \times \Delta T = \frac {5}{2}n \times R \times (T_2-T_1)

Proses-proses termodinamika gas

Proses isobarik


Diagram proses isobarik. Daerah berwarna kuning sama dengan usaha yang dilakukan.
Proses isobarik adalah perubahan keadaan gas pada tekanan tetap.
Persamaan keadaan isobarik:  \frac {V_2}{T_2}= \frac {V_1}{T_1}
Usaha yang dilakukan pada keadaan isobarik:  W = p \times \Delta V

Proses isokhorik


Digram proses isokhorik. Grafiknya berupa garis lurus vertikal karena volumenya tidak berubah. Tidak ada usaha yang dilakukan pada proses isokhorik.
Proses isokhorik adalah perubahan keadaan gas pada volume tetap.
Persamaan keadaan isokhorik:  \frac {p_2}{T_2}= \frac {p_1}{T_1}

Proses isotermis/isotermik


Proses isotermik. Daerah berwarna biru menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan gas.
Proses isotermik adalah perubahan keadaan gas pada suhu tetap.
Persamaan keadaan isotermik:  p_2 \times V_2= p_1 \times V_1
Usaha yang dilakukan pada keadaan isotermik:
  • Dari persamaan gas ideal
p= \frac {n \times R \times T}{V}
  • Rumus umum usaha yang dilakukan gas:
W = \int_{v_1}^{v_2} p dV
maka:  W = \int_{v_1}^{v_2} \frac {n \times R \times T}{V} dV
karena  n \times R \times T bernilai tetap, maka:
W = {n \times R \times T} \int_{v_1}^{v_2} \frac {dV}{V}

Ingat integral ini!
\int \frac {dx}{x} = \ln x
maka persamaan di atas menjadi
W = n \times R \times T \times[\ln V_2 - \ln V_1]
maka menjadi:
W = n \times R \times T \times \ln (\frac {V_2}{V_1})

Proses adiabatik


Proses adiabatik. Warna biru muda menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan.
Proses adiabatik adalah perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk maupun keluar dari sistem.
Persamaan keadaan adiabatik:  p_1 \times V_1^{\gamma} = p_2 \times V_2^{\gamma}
Tetapan Laplace:  \gamma = \frac {C_p}{C_V}
karena  p= \frac {n \times R \times T}{V} , maka persamaan diatas dapat juga ditulis:
T_1 \times V_1^{\gamma-1} = T_2 \times V_2^{\gamma-1}
Usaha yang dilakukan pada proses adiabatik:  W = \frac {1}{\gamma-1} (p_1 \times V_1 - p_2 \times V_2)

Sumber

Kanginan, Marthen (2002). Fisika Untuk SMA Kelas XI Semester 2. Erlangga. ISBN 978-979-015-273-1

Untuk lebih jelasnya " KLIK LINK DIBAWAH INI"
Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Label:
Langganan: Komentar (Atom)