Archimedes XIMIPA 3 SMAN 1 KLAPANUNGGAL

Kelompok 3
Anggota : •Adel milatama putri
                  •Ismayati
                  •Luthfi prathama
                  •Melinda putri
                  •M.rizqi muzaqi
                  •Rafli permana putra

         Hukum I Termodinamika dan Kapasitas Kalor Gas

Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa:
“Sejumlah kalor Q yang diterima dan usaha W yang dilakukan terhadap suatu gas dapat digunakan untuk mengubah energi dalam”



Secararara matematis hukum I termodinamika dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = ∆U+W

Dengan ketentuan, jika:
Q(+) →  sistem menerima kalor
OR →  sistem melepas kalor
W(+) →  sistem melakukan usaha
W(-)  → sistem dikenai usaha
∆U(+) → terjadi penambahan energi dalam
∆U(-) → terjadi penurunan energi dalam

Kapasitas Kalor Gas

a. Konsep Kapasitas Kalor 
 kalor merupakan jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur suatu zat sebesar satu kelvin atau satu derajat celcius. Secara matematis, dapat dituliskan:
c1 dengan C = kapasitas kalor (J/K atau J/°C)
Kalor jenis merupakan kapasitas kalor tiap satuan massa. Secara matematis dapat ditulis:
c2dengan c = kalor jenis (J/kg atau J/kgºC)
Kalor jenis molar merupakan kapasitas kalor tiap mol, dinyatakan:
c3dengan c* = kalor jenis molar (J/mol K atau J/mol°C)




b. Macam-Macam Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap Cp adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat sebesar satu kelvin dan tekanan tetap.
Persamaannya adalah:
c4
Kapasitas kalor gas pada volume tetap Cv adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat sebesar satu kelvin pada volume tetap.
Persamaannya adalah:
c5
Hubungan Cp dan Cv adalah:

Dari berbagai persamaan, usaha dapatdinyatakan:

W=p∆V=p(V2-V1)  

W=nR∆T=nR(T2-T1)
W=Qp-Qv = (Cp-Cv)∆T
Untuk kalor jenis molar, persamaan matematisnya:

Cp* = cv* + R

Gas monoatomic  c7
Gas diatomic c8ri

Grafik :





1.Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut!
(1 atm = 1,01 x 105 Pa)
Pembahasan
Data :
V2 = 4,5 m3
V1 = 2,0 m3
P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa
Isobaris → Tekanan Tetap
W = P (ΔV)
W = P(V2 − V1)
W = 2,02 x 105 (4,5 − 2,0) = 5,05 x 105 joule

2. 1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2 , gas helium melakukan usaha luar sebesar….
A. 60 kJ
B. 120 kJ
C. 280 kJ
D. 480 kJ
E. 660 kJ
Pembahasan
Data :
V1 = 1,5 m3
T1 = 27oC = 300 K
T2 = 87oC = 360 K
P = 2 x 105 N/m2
W = PΔV
Mencari V2 :
V2/T2 = V1/T1
V2 = ( V1/T1 ) x T2 = ( 1,5/300 ) x 360 = 1,8 m3
W = PΔV = 2 x 105(1,8 − 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ

Soal !
1. Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m^3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m^3.jika tekanan gas adalah 2atm,tentukan usaha luar gas tersebut ! ( 1 atm 1,01 x 10^5 Pa)
A. 2,02 x 10^5 Joule 
B. 5,05 x 10^5 Joule 
C. 5,06 x 10^5 Joule 
D. 5,10 x 10^5 Joule 
2. 1,5 m^3 gas helium yang bersuhu 27°C dipanaskan secara isobarik sampai 87°C.Jika tekanan gas helium 2x10^5 N/m²,gas helium melakukan usaha luar sebesar...
A. 60 kj
B. 70 kj
C. 50 kj
D. 40 kj
3. Mesin carnot bekerja pada suhu tinggi 600K,untuk menghasilkan kerja mekanik.jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K,maka usaha yang dihasilkan adalah....
A. 220 J
B. 210 J
C. 200 J
D. 190 J
4. Suatu mesin carnot,jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%.Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K,efisiensinya.....%
A. 62,5 %
B. 4,0 %
C. 72,5 %
D. 82,5 %
5. Sebuah mesin carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K mempunyai efisiensi sebesar 40%.Agar efisiensinya naik menjadi 50% maka suhu resevoirnya dinaikkan menjadi .....
A. 480 K
B. 280 K
C. 180 K
D. 380 K


Komentar

Posting Komentar