prinsip thermodinamika
TRANSCRIPT
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
1/22
Bahan Kuliah Thermodinamika 2016
Danar - Pend. Teknik Mesin UNS 1
Prinsip
Thermodinamika
Danar SW
PTM FKIPUNS
2015/2016 Danar SW 1
Prinsip Thermodinamika
> Hukum Termodinamika ke-Nol :
berkenaan dengan kesetimbangantermal atau Konsep Temperatur.> Hukum Termodinamika I :
- konsep energi dalam danmenghasilkan prinsip
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
2/22
Bahan Kuliah Thermodinamika 2016
Danar - Pend. Teknik Mesin UNS 2
kekekalan energi.- menegaskan ekivalensiperpindahan kalor danperpindahan kerja.
> Hukum Termodinamika II :memperlihatkan arah perubahanalami distribusi energi danmemperkenalkan prinsippeningkatan entropi.
2015/2016 Danar SW 2
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
3/22
Sistem Thermodinamikalinkunan
!surrounding "
sis#em$a#as sis#em
!boundary "
Sis#em #hermodinamika adalah memisahkan $aian ruan%an #er$a#as a#au kum&ulan 'a# dari linkunann%a,%an di$a#asi oleh sua#u &ermukaan #er#u#u&.
a#au da&a# diar#ikan ( Baian %an di&isahkan %an meru&akan &usa#
&erha#ian ki#a dise$u# )sistem).
Seala sesua#u di luar sis#em %an mem&enaruhikelakuan sis#em se*ara lansun dise$u#)lingkungan).
2015/2016 Danar SW +
Istilah-Istilah (Terminologies) Termodinamika
Sistem (System) :
!agian dari suatu benda atau ruang"ang akan dipelajari atau dianalisis.Sistem mungkin berada dalam batasan
n"ata ataupun imaginer.
Keadaan (State) :menunjukkan keberadaan kondisi sistem
Lingkungan(Surrounding) :#aerah di luarsistem
2015/2016 Danar SW ,
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
4/22
Sistem Thermodinamika $lanj.%
Sistem Tertutup $Closed System%
Sistem Terbuka $Opened System%
Sistem Terisolasi
2015/2016 Danar SW 5
Sistem Tertutup $Closed System%
&empun"ai massa "ang tertentu jumlahn"adan tidak ada massa "ang dapatmelintasi'mele(ati batas sistem.
Suatu sistem tertutup han"a dapatmengadakan pertukaran energi dengan
lingkungann"a atau sistem lain.
2015/2016 Danar SW 6
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
5/22
Sistem Tertutup $Closed System%
Sistem "ang TIDAK memindahkan ataumenukarkan massa ke lingkungan$massa tetap%, tapi mungkin panas dankerja dapat melintas batas sistem.
LINGKUNGAN
Batas (Boundary) SISTEM
m = tetap
NO MASS Excan!e
"eat or #or$ Excan!e
2015/2016 Danar SW -
Sistem Terbuka $Opened System%
Selain energi, massa juga dapatmelintasi ' mele(ati batas sistem.
)uga disebut sebagai volume atur(control volume)
2015/2016 Danar SW
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
6/22
Sistem Terbuka $OpenED System%Sistem "ang DAPAT memindahkan ataumenukarkan massa, panas, dan kerja kelingkungan.
LINGKUNGAN
Batas(Boundary)
SISTEM
MASS Excan!e
"eat or #or$Excan!e
2015/2016 Danar SW
Sistem Transien
merupakan sistem terbuka yang berubahterhadap waktu.
misalnya udara panas yang mengisi
balon udara
2015/2016 Danar SW 10
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
7/22
Sistem Terisolasi
Sistem Terisolasi adalah suatu sistem yangtidak dipengaruhi oleh lingkungan, iniberarti bahwa panas dan kerja tidak dapatberinteraksi dengan sistem melewati batassistem.
Tidak mengadakan pertukaran energi Sistem terisolasi secara termik dari
lingkungannya sistem adiabatik,tetapi masih dapat mengadakan pertukarankerja dengan lingkungannya .
2015/2016 Danar SW 11
Sistem
Sistem Terisolasi (Isolated System) : Sistemyang TIDA DA!AT memindahkan ataumenukarkan massa , panas, dan kerja kelingkungan.
Sistem Isotermal (Isothermal System) : "ikaproses yang terjadi pada sistem (open or closedsystem) berlangsung pada suhu konstan.
Sistem Adiabatis ( Adiabatic System) : "ika
proses yang terjadi pada sistem (open or closed system) tanpa pertukaran panas denganlingkungan.
2015/2016 Danar SW 12
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
8/22
*nergi
2015/2016 Danar SW 1+
!entuk*nergi
*nergi thermal,energi mekanik, energikinetik, energi potensial, energi listrik,energi magnet.
!entuk energi :
&akro : potensial, kinetik
&ikro $berkaitan dengan dinamika molekul%, jumlah totaln"a adalah energi dalam $internalenergy %, +
gas akan mempun"ai energi dalam "ang
lebih besar bila dipanaskan, karena gerakmolekul "ang lebih epat. #alamtermodinamika han"a memokuskan padaP!"#A$A% %!&I, bukan nilai absolut energi
pada suatu keadaan, kita bisa mendeinisikan * /
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
9/22
2015/2016 Danar SW 1,
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
10/22
!entuk *nergi $lanj.% *nergi totalsistem, *
*nergi kinetik,K*
e = E
m
kJ/kg
mV2
KE=
kJ2
*nergi
potensial, P*
P* mg0
k)
pe g0 k)'kg
V2
ke =2
kJ/kg
2015/2016Danar SW 15
!entuk *nergi $lanj.% *nergi total sistem, *
E = U + KE + PE = U +m V
2
2
+ mgz kJ
e = u + ke + pe = u
+
V2
2+ gz kJ/kg
2015/2016 Danar SW 16
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
11/22
!entuk *nergi $lanj.% *nergi dalam, + : energi mikroskopis dalam bentuk
rotasi, translasi, getaran, dan interaksi di antara molekul-molekul suatu 0at $substane%.
u = U
m
kJ/kg
n neri P-, P ( eneri %an meninka# karena
adan%a &eninka#an #ekanan, P dan olume, sua#u 3luida. Dise$u# eneri aliran !flow energy ".
2015/2016 Danar SW 1-
!entuk *nergi $lanj.% Kerja, 1 : suatu sistem mekanis sebagai
suatu aksi ga"a "ang dilakukan pada suatubenda melalui suatu jarak tertentu. #alam
bentuk energi transit' "ang berpindah. Kerjatidak termasuk properties sistem.
n Kalor , 4 ( &er&indahan enerise$aai kalor menaki$a#kan#eradin%a &er$edaan#em&era#ur .
2015/2016 Danar SW 1
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
12/22
!entuk *nergi $lanj.%
2015/2016 Danar SW 1
!entuk *nergi $lanj.%
2015/2016 Danar SW 20
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
13/22
!entuk *nergi$lanj.% *ntropi, 2S : merupakan properties suatu benda.
&enggambarkan seberapa ban"ak kalor "ang dipindahkan "angtidak berguna.
disebut suatu ketidakteraturan kerja akibat kalor "ang diberikan.
2015/2016 Danar SW 21
!entuk *nergi $lanj.%
2015/2016 Danar SW 22
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
14/22
Siat ' 1atak Sistem $Properties o S"stem%
#atak suatu sistem adalah sesuatu yang bisadiobser$asi atau diukur mengenai sistemtersebut.
%assa , berat, tekanan, temperatur, energidalam, entropi, dan $olume merupakan wataksistem.
Tekanan, $olume, temperatur menentukan keadaan(state) suatu sistem.
Si&at intensi& : tidak tergantung pada ukuran sistem
2015/2016
Tekanan, p
massa, m
Densitas, ρ
Temperatur , TDanar SW 2+
Siat ' 1atak Sistem $Properties o S"stem%
$lanj.
%
Si&at ekstensi& : tergantung pada ukuran sistem
olume,
&anan,
eneri dalam, U
2015/2016 Dan 2,ar SW
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
15/22
Siat ' 1atak Sistem $Properties o S"stem%
$lanj.%
2015/2016 Danar SW 25
Siat ' 1atak Sistem$Properties o-
S"stem%$lanj.%
2015/2016 Danar SW 26
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
16/22
Siat ' 1atak Sistem$Properties o- S"stem%
$lanj.%
2015/2016 Danar SW 2-
Kesetimbangan $E!uilibrium%&ekanik :
tekanan pada setiap bagian sistem sama semua
3 4 /
2015/2016 Danar SW 2
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
17/22
Kesetimbangan $E!uilibrium% $lanj.%Kimia :
Komposisi kimia tidak berubah
Tidak terjadi reaksi kimia
2015/2016 Danar SW 2
Kesetimbangan $E!uilibrium% $lanj.%
Thermal :
Temperatur di setiap titik sama
Tidak ada aliran kalor
2015/2016 Danar SW +0
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
18/22
Kesetimbangan $E!uilibrium% $lanj.%4asa :
Tidakmengalamiperubahanasa
2015/2016 Danar SW +1
Kesetimbangan $E!uilibrium% $lanj.%
Kesetim'angan searathermodinamika adalah kondisi
kesetim'angan ang memenuhisarat- sarat di atas.
2015/2016 Danar SW +2
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
19/22
Kesetimbangan $E!uilibrium% $lanj.%
Proses : perubahan sistem dari satu kondisisetimbang ke kondisi setimbang "ang lain.
Proses *uasi-stati +*uasi-e*uili'rium :
proses "ang berlangsung sangat lambat, sehinggakondisi di setiap saat sangat dekat dengankesetimbangan.
2015/2016 Danar SW +
Kesetimbangan $E!uilibrium% $lanj.%
2015/2016 +,Danar SW
+
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
20/22
Kesetimbangan $E!uilibrium% $lanj.%Siklus : proses di mana keadaan akhirkembali ke keadaan a(al $titik akhir titik a(al%
2015/2016 Danar SW +5
Hukum #asar Thermodinamika
$ "erot# $a% o& T#ermodynamis%
2015/2016 Danar SW +6
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
21/22
!ahan !aaan lebih lanjut
2015/2016 Danar SW +-
!ahan !aaan lebih lanjut
2015/2016 Danar SW +
-
8/15/2019 Prinsip Thermodinamika
22/22
!ahan !aaan lebih lanjut
2015/2016 Danar SW +