TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA 1

SCOPE of TERMODINAMICS

Mempelajari properti properti termodinamika (temperatur, tekanan,volume) yang mempengaruhi proses kimia, Termodinamika adalah ilmu fisika yang mempelajari panas, kerja, dan suhu, serta hubungannya dengan energi, radiasi, dan sifat fisik materi.

Tentang : Force, temperatur, volume, pressure, work, energy, heat, :

Force : interaksi apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris

Temperature : suhu sebagai kekuatan pendorong untuk transfer energi sebagai panas, Satuan suhu celsius adalah derajat celsius yang ukurannya sama dengan kelvin. namun suhu pada skala celsius adalah 273,15 derajat lebih rendah dari pada skala kelvin. 

Volume : Menentukan perubahan usaha atau tekanan. 

Pressure : Tekanan yang diberikan oleh fluida pada suatu permukaan didefinisikan sebagai gaya normal yang diberikan oleh fluida per satuan luas permukaan. 

Work : Kerja yang dilakukan setiap kali suatu gaya bekerja melalui suatu jarak. 

Energy : Hukum kekekalan energi secara umum tidak diakui sebagai bentuk energi, tetapi dianggap sebagai cairan yang tidak dapat dihancurkan yang disebut kalori. 

Heat : Konsep suhu sebagai kekuatan pendorong untuk transfer energi sebagai panas.

soal latihan

Eksperimen Joule merupakan suatu bentuk percobaan yg dilakukan untuk mengukur suatu perubahan energi dalam pada saat gas memuai keadaan isotermal

Internal energi adalah total energi yang dikandung dalam sebuah sistem dengan mengecualikan energi kinetik pergerakan sistem sebagai satu kesatuan dan energi potensial sistem akibat gaya-gaya dari luar. Ketika temperatur naik q = delta energi kinetik. Ketika fase berubah q = delta energi potensial

Suatu proses dikatakan reversible apabila arahnya dapat dibalik pada setiap titik dengan peluang yang sangat kecil

Kapasitas kalor atau kapasitas panas (biasanya dilambangkan dengan kapital C, sering dengan subskripsi) adalah besaran terukur yang menggambarkan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat (benda) sebesar jumlah tertentu (misalnya 10C).

HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA DAN KONSEP DASAR 

A. Eksperimen Joule 

Pemahaman tentang kalor dewasa ini dan hubungannya dengan kerja telah berkembang secara pesat sejak pertengahan abad kesembilan belaspemahaman ini adalah banyak eksperimen James P. Joule (1818-1889), dilakukan di ruang bawah tanah rumahnya dekat Manchester, Inggris, selama dekade setelah 1840.

Dalam elemen-elemen esensialnya, eksperimen Joule cukup sederhana, tetapi dia mengambil yang rumit tindakan pencegahan untuk memastikan akurasi. Dalam rangkaian pengukuran yang paling terkenal, ia menempatkan sejumlah air, minyak, dan merkuri dalam wadah berinsulasi dan mengaduk cairan tersebut dengan pengaduk berputar. Jumlah kerja yang dilakukan pada fluida oleh pengaduk diukur secara akurat, dan perubahan suhu cairan dicatat dengan cermat. 

Dia menemukan bahwa untuk setiap cairan, jumlah kerja yang diperlukan adalah tetap per satuan massa. untuk setiap derajat kenaikan suhu yang disebabkan dengan pengadukan, dan bahwa suhu asli cairan dapat dipulihkan dengan transfer panas melalui kontak sederhana dengan benda yang lebih dingin. Dengan demikian Joule dapat menunjukkan dan meyakinkan bahwa ada hubungan kuantitatif antara kerja dan kalor dan, oleh karena itu, kalor adalah suatu bentuk dari energi 

B. Energi Dalam Dalam percobaan dilakukan oleh Joule, energi ditambahkan ke fluida sebagai usaha, tetapi adalah usaha dipindahkan dari fluida adalah sebagai panas. Apa yang terjadi pada energi ini antara penambahannya dengan dan perpindahan dari fluida? Konsep rasionalnya adalah dalam setiap fluida, ada energi dalam bentuk lain,energi tersebut disebutsebagai energi dalam. Energi dalam suatu zat tidak termasuk energi yang dihasilkan dari gerakan makroskopisnya. Melainkan mengacu pada energi dalam molekul ke substansi. Karena gerakan molekul yang nonstop, gerakan molekul tersebut menghasilkan energi kinetic, kecuali untuk molekul monoatomik, mereka juga memiliki energi kinetic dari rotasi dan getaran molekulnya. 

Penambahan panas pada suatu zat meningkatkan aktivitas molekuler ini, dan menyebabkan peningkatan energi dalam. Usaha yang dilakukan pada zat tersebut dapat memiliki persamaan efek, seperti yang ditunjukkan oleh Joule. Energi dalam suatu zat juga termasuk energi potensial yang dihasilkan dari antarmolekul. Pada skala submolekul energi dikaitkan dengan electron dan inti atom, dan dengan energi ikatan yang dihasilkan dari gaya yang menahan atom bersama-sama sebagai molekul. 

Bentuk energi ini dinamai dengan energi dalam untuk membedakannya dari energi kinetik dan potensial energi yang terkait dengan suatu zat karena posisi atau gerakan makroskopisnya, yang dapat dianggap sebagai bentuk energi eksternal. Energi dalam, tidak memiliki definisi termodinamika yang pasti.Dan tidak dapat diukur secara langsung serta tidak ada parameternya. Akibatnya, nilai mutlaknya tidak dapat diketahui. Namun, hal ini bukan kekurangan dalam analisis termodinamika, karena hanya perubahan energi dalam saja yang dapat diukur.

lanjutan materi : hukum pertama termodinamika dan konsep dasar

soal