TERMODINAMIKA II

Mata Kuliah ini untuk mendukung pengetahuan mahasiswa pada pengetahuan mengenai termodinamika. Pada mata kuliah ini akan membahas perubahan sifat dan efek panas proses karena mixing, Koordinat reaksi, Evaluasi terhadap konstanta kesetimbangan, Kesetimbangan Uap – Cair, Teori Termodinamika Larutan, Aplikasi Termodinamika Larutan.

Tujuan pembelajaran/Learning objective : Mahasiswa mengenal properti-properti thermodinamika campuran fluida dan memahami penerapannya pada sistem kesetimbangan dan proses pencampuran.

  

1. Teorema Duhem
2. VLE
3. Proses Reversible
4. Properti Parsial
5. Potensial Kimia
6. Perubahan Properti akibat campuran
7. Pengaruh suhu pada konstanta kesetimbangan (soal)
8. Molekuler properti termokimia
9. Kesetimbangan Reaksi kimia
10. Kesetimbangan Fasa
11. Kesetimbangan Cair-Cair
12. Energi Bebas Gibbs (materi lain : https://www.slideshare.net/daffyducks/7-energi-bebas-gibbs)
13. Aturan Fasa Gibbs
14. Energi Bebas Helmholtz

Daftar pustaka :

Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics by Smith Van Ness

Quis Proses Irreversibel

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan proses irreversibel dalam sistem termodinamika. Bandingkan dengan proses reversibel dan berikan minimal dua contoh nyata dalam kehidupan sehari-hari.
2. Dalam konteks Second Law of Thermodynamics, jelaskan mengapa entropi selalu bertambah pada proses irreversibel. Sertakan penjelasan matematis sederhana dan interpretasi fisiknya.
3. Sebutkan dan jelaskan beberapa faktor yang menyebabkan suatu proses menjadi irreversibel, seperti: a) gesekan, b) perpindahan panas dengan perbedaan temperatur hingga, c) ekspansi bebas gas. Jelaskan bagaimana masing-masing faktor tersebut mempengaruhi perubahan entropi sistem.
4. Suatu gas ideal mengalami ekspansi bebas ke ruang vakum. a.) Apakah kerja yang dilakukan sistem bernilai nol? Jelaskan. b.) Bagaimana perubahan energi dalam dan entropi sistem? c.) Mengapa proses ini termasuk proses irreversibel?
5. Dalam operasi mesin nyata seperti Carnot Cycle, proses sering kali tidak ideal. Jelaskan bagaimana irreversibilitas mempengaruhi efisiensi mesin dibandingkan dengan mesin Carnot ideal.
6. Turunkan persamaan umum produksi entropi untuk suatu sistem tertutup yang mengalami proses irreversibel. Jelaskan arti fisik dari setiap suku dalam persamaan tersebut.
7. Sebuah benda panas bersuhu 500 K dimasukkan ke dalam reservoir air bersuhu 300 K. Jelaskan mengapa perpindahan panas tersebut merupakan proses irreversibel. Diskusikan perubahan entropi sistem dan lingkungan.

soal properti parsial gas ideal

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan properti parsial molar.
2. jelaskan mengapa pada campuran gas ideal, properti parsial molar suatu komponen sama dengan properti molar komponen murninya.
3. Suatu campuran gas ideal terdiri dari:

1 mol CH₄

2 mol CO₂

pada suhu 400 K dan tekanan 20 atm.

Hitung :

1. Volume total campuran
2. Volume parsial molar masing-masing komponen
3. Volume parsial masing-masing komponen

4.) Sebuah campuran gas ideal memiliki komposisi:

• $y_A = 0{,}6$
• $y_B = 0{,}4$

Jika tekanan total sistem dinaikkan dua kali lipat pada suhu tetap, jelaskan:

1. Apakah volume parsial molar berubah?
2. Apakah energi Gibbs parsial molar berubah?
3. Jelaskan alasan secara termodinamika.

5.) Diberikan pernyataan berikut:

“Pada campuran gas ideal, semua properti parsial molar tidak bergantung pada komposisi.”

Apakah pernyataan tersebut benar? Jelaskan dengan memberikan contoh pada:

• Volume parsial molar
• Energi Gibbs parsial molar

Quis Potensial Kimia 

Soal 1: Definisi dan Signifikansi Fisik Jelaskan definisi termodinamika dari potensial kimia (mu_i) untuk suatu komponen i dalam campuran multikomponen. Mengapa potensial kimia sering disebut sebagai "kekuatan pendorong" (driving force) dalam proses transfer massa dan reaksi kimia? Sertakan hubungannya dengan Energi Bebas Gibbs (G).

soal 2 : Fugastitas dan Aktivitas

Dalam praktiknya, potensial kimia sulit diukur secara langsung. Oleh karena itu, diperkenalkan konsep fugastitas (f_i) dan aktivitas (a_i).

• a) Tuliskan hubungan matematis antara potensial kimia dengan fugastitas.

• b) Jelaskan mengapa dalam teknik kimia kita lebih sering menggunakan koefisien fugastitas (phi_i) untuk gas dan koefisien aktivitas (gamma_i) untuk cairan dalam perhitungan kesetimbangan VLE (Vapor-Liquid Equilibrium).

Soal 3 : Gunakan prinsip minimasi Energi Bebas Gibbs (dG = 0 pada kesetimbangan). Jika potensial tidak sama, materi akan berpindah dari potensial tinggi ke rendah untuk menurunkan energi bebas sistem.