Fisika XI IPA - TERMODINAMIKA

Termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari tentang kalor dan usaha mekanik pada suatu system (contoh : gas)

Salah satu penerapan konsep termodinamika dalam teknologi

Kesetimbangan kalor terjadi jika tidak ada pertukaran kalor antara kedua benda tersebut saat bersentuhan. Kondisi ini hanya dapat dicapai jika suhu kedua benda tersebut sama.

Video Percobaan Termodinamika

B. Besaran-besaran dalam Termodinamika

Usaha (W)

Menentukan Usaha (W) dapat dilakukan dengan rumus atau dengan Grafik P-V

1.Dengan rumus

W = p∆V= p(V₂ – V₁)                     
Keterangan :

W = Usaha (J)

P = Tekanan (N/m²/Pa)

∆V = perubahan V, (V₂ – V₁)
2.Dengan Grafik P-V

W = luas daerah arsir

        Gas memuai → W (+)

       W = luas daerah arsir

       Gas menyusut → W (-)

     W = LUAS ABCD = ∆P . ∆V

 

 Gas mengalami siklus

C. Hukum ke-0 Termodinamika

Jika benda A berada dalam kesetimbangan kalor dengan benda B dan benda B berada dalam kesetimbangan kalor dengan benda C, maka benda A berada dalam kesetimbangan kalor dengan benda C.

D. Hukum ke-1 Termodinamika

Hukum pertama termodinamika beranggapan bahwa energy bersifat kekal

Artinya :

Kalor yang diterima digunakan untuk membuat perubahan energy dalam /∆U, dimana ∆U = Ek =  3/2 kT dan untuk melakukan usaha W

 

E. Hukum ke-2 Termodinamika

Hukum kedua termodinamika berisi pernyataan tentang proses yang dapat / tidak dapat terjadi di alam dan tentang aliran kalor yang memiliki arah.

Hukum ini dijelaskan oleh 2 rumusan

1. Rumusan Clausius

Agar kalor dapat mengalir dari reservoir (sumber bersuhu rendah ke tinggi), diperlukan W dari luar.

2. Rumusan Kelvin – Planck

Kalor yang masuk tidak mungkin jadi usaha W seluruhnya, sebagian besar terbuang jadi Q2

F. Mesin Carnot

Di alam, tidak ada mesin yang berefisiensi sempurna, tetapi ada 1 mesin yang dirancang ideal. → ɳ – nya tinggi (mesin carnot). Karena ɳ tinggi → Q sebanding dengan T, sehingga Q₂/Q₁ = T₂/T₁.

Diagram P-V mesin Carnot

 

Besaran-besaran yang sering ditanyakan dalam mesin carnot adalah usaha (W), kalor yang dimasukkan (Q1), kalor yang terbuang (Q2), efisiensi mesin, suhu (T). Beberapa rumus di bawah ini adalah sebagian rumus cepat yang bisa digunakan untuk menyelesaikan soal terkait siklus carnot.