Transcript kimia kelompok 2

APLIKASI HUKUM I
TERMODINAMIKA DAN
KAPASITAS KALOR
Dipresentasikan oleh:
Diah Sylvia W. (4101408005)
Wahyu Ayu Nurjanah (4101408173)
Zahid Abdush S. (4101410107)
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
5
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
4
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
3
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
APLIKASI HUKUM I TERMODINAMIKA
PADA SISTEM KIMIA
• Termodinamika adalah studi tentang efek
panas yang terjadi baik dalam proses fisis
maupun reaksi kimia.
• Hukum I Termodinamika:
dU = dq + dw
U = q + w
>>
0
>>
1
>>
w= -P dV
2
>>
3
>>
4
>>
• Kalor reaksi: energi yang dapat
dipindahkan dari sistem ke lingkungan
atau sebaliknya.
qv : Kalor reaksi pada volume tetap
qp : kalor reaksi pada tekanan tetap
• Pada volume tetap (w=0) maka:
ΔU = qv
• Pada tekanan tetap maka:
ΔU = qp + w = qp - P dV
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
ΔU = qp - P dV
U2 – U1 = qp – P (V2 – V1)
(U2 – U1) + P(V2 – V1) = qp
(U2 + PV2) – (U1+PV1) = qp
(U + PV)2 – (U + PV)1 = qp
Besaran (U + PV) disebut entalpi H,
sehingga:
H2 – H1 = qp
ΔH = qp
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
• Hubungan antara ΔH dan ΔU:
H = U + PV
ΔH = ΔU + Δ(PV)
• Untuk gas ideal Δ(PV) = ΔnRT, sehingga:
ΔH = ΔU + ΔnRT
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
KAPASITAS KALOR
• Kapasitas kalor (C) suatu sistem adalah
jumlah kalor yang diperlukan untuk
menaikkan sistem sebanyak satu derajat
(Kasmadi,2004,14).
• Kalor jenis (s) suatu zat adalah jumlah
kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan
suhu satu gram zat sebesar satu derajat
celcius (Raymond Chang, 2004, 172)
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
• Hubungan antara kapasitas kalor dengan
kalor jenis adalah sbb:
C = ms
m : massa (gram)
s : kalor jenis (J K-1 g-1)
C : kapasitas kalor (J K-1)
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
• Jika kita mengetahui kalor jenis dan
jumlah suatu zat, maka jumlah kalor (q)
yang telah diserap atau dilepaskan pada
suatu proses dapat diketahui berdasarkan
perubahan suhu sampel. Persamaannya
adalah sbb:
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
• Kapasitas kalor pada volume tetap (Cv)
adalah:
• Sedangkan pada tekanan tetap (Cp)
adalah:
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
CONTOH SOAL
Gas nitrogen dipanaskan sebanyak 56 gram
dari suhu 360 K menjadi 480 K. Jika
dipanaskan pada volume tetap kalor yang
diperlukan sebesar 3 kJ. Jika massa
molekul relatif nitrogen 28 g/mol. Tentukan
kapasitas kalor gas tersebut pada volume
tetap.
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Selesaian:
Diketahui:
m = 56 gram
No = 28 g / mol
T1 = 360 K
T2 = 480 K
Qv = 3 kJ = 3 x 10^3 J
Ditanya: Cv?
Jawab : Untuk mencari n, rumusnya:
n = M / No = 56 / 28 = 2 mol
∆T = T2 – T1 = 480 – 360 = 120 K
Cv = Qv / n ∆T = 3 x 10 ^3 / 2 ( 120)
= 12, 5 J / mol K
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Penerapan Hukum Pertama Termodinamika
Proses
Isotermal
Empat
Proses
Termodinami
ka
Proses
Adiabatik
Proses
Isokorik
Proses
Isobarik
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Proses Isotermal
Proses Isotermik adalah
suatu proses yang
berlangsung dalam suhu
konstan.
Karena berlangsung dalam
suhu konstan, tidak terjadi
perubahan energi dalam (
perubahan energi dalam = 0)
dan berdasarkan hukum I
termodinamika kalor yang
diberikan sama dengan usaha
yang dilakukan sistem (Q = W).
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Jika diterapkan pada proses isotermal,
persamaan Hukum pertama termodinamika
akan berubah bentuk :
U  Q  W  U  0 (energidalam sistem tidak berubah)
0  Q W
Q  W  PersamaanProsesIsotermal
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Proses Adiabatik
Dalam proses adiabatik,
tidak ada kalor yang
ditambahkan pada sistem
atau meninggalkan sistem
(Q = 0). Proses adiabatik
bisa terjadi pada sistem
tertutup yang terisolasi
dengan baik, juga bisa
terjadi pada sistem
tertutup yang tidak
terisolasi.
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Jika diterapkan pada proses adiabatik, persamaan
Hukum pertama termodinamika akan berubah
bentuk :
U  Q  W  Q  0
(tidak ada kalor yangmasuk atau keluar sistem)
U  0  W
U  W  PersamaanProsesAdiabatik
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Proses Isokorik
Dalam proses Isokorik,
volume sistem dijaga agar
selalu konstan. Karena
volume sistem selalu
konstan, maka sistem
tidak bisa melakukan kerja
pada lingkungan.
Demikian juga sebaliknya,
lingkungan tidak bisa
melakukan kerja pada
sistem.
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Jika diterapkan pada proses isokorik, persamaan
Hukum pertama termodinamika akan berubah
bentuk :
U  Q  W  W  0
(sistem tidak melakukankerja terhadaplingkungan)
U  Q  0
U  Q  PersamaanProsesIsokorik
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Proses Isobarik
Dalam proses Isobarik,
tekanan sistem dijaga
agar selalu konstan.
Karena yang konstan
adalah tekanan, maka
perubahan energi
dalam (delta U), kalor
(Q) dan kerja (W) pada
proses isobarik tidak
ada yang bernilai nol.
persamaan hukum pertama termodinamika tetap
utuh seperti semula U  Q  W
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
TERIMA KASIH
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>