Nama kelompok :
Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan mengenai hukum universal dari kekekalan energi mengidentifikasikan perpindahan panas sebagai suatu bentuk perpindahan energi.pernyataan paling umum dari hukum pertama termodinamika ini berbunyi:
- Harry Roby Simbolon
- Iksanul Akbar
- Jamil Aziz Zein
- Reyhan Wira pratama
Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan mengenai hukum universal dari kekekalan energi mengidentifikasikan perpindahan panas sebagai suatu bentuk perpindahan energi.pernyataan paling umum dari hukum pertama termodinamika ini berbunyi:
Fondasi hukum ini pertama kali diletakkan oleh James Prescott yang melalui eksperimen-eksperimennya berhasil menyimpulkan bahwa panas dan kerja saling dapat dikonversikan. Pernyataan eksplisit pertama diberikan oleh Rudolf Clausius pada 1850: "Terdapat suatu fungsi keadaan E, yang disebut 'energi', yang diferensialnya sama dengan jumlah kerja yang dipertukarkan dengan lingkungannya pada suatu proses adiabatik
Proses Termodinamika 1 :
Proses isobarik
Proses yang berlangsung pada tekanan tetap dinamakan proses isobarik. Bila volume gas bertambah, berarti gas melakukan usaha atau usaha gas positif (proses ekspansi). Jika volume gas berkurang, berarti pada gas dilakukan usaha atau usaha gas negatif (proses kompresi). Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses isobarik besarnya sebagai berikut.
W = p × Δ V atau W = p (V2 – V1)
Usaha yang dilakukan gas terhadap lingkungannya atau kebalikannya sama dengan luas daerah bawah grafik tekanan terhadap volume (grafik p – V).
Proses Isotermal
Proses isotermal adalah proses yang dialami gas pada suhu tetap. Usaha yang dilakukan gas pada proses ini tidak dapat dihitung dengan persamaan W = p × Δ V .
Proses Isokorik
Proses isokorik adalah proses yang dialami oleh gas di mana gas tidak mengalami perubahan volume atau volume tetap ( ΔV = 0 ). Oleh karena itu, usaha yang dilakukan gas pada proses isokorik adalah nol (W = p x 0 = 0 ).
Proses Adiabatik
Pada proses isobarik, isotermal, dan isokorik dipengaruhi oleh lingkungan yaitu menerima atau melepaskan kalor. Proses adiabatik merupakan proses yang tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem (gas) ke lingkungan (Δ Q = 0) . Hal ini dapat terjadi apabila terdapat sekat yang tidak menghantarkan kalor atau prosesnya berlangsung cepat. Pada proses adiabatik berlaku rumus Poison
Dengan γ merupakan perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap (Cp) dan kalor jenis gas pada volum tetap (CV). Selanjutnya, perbandingan ini dinamakan tetapan Laplace.
Contoh soal :
1. Kalor sebanyak 3000 Joule ditambahkan pada sistem dan sistem melakukan usaha 2500 Joule pada lingkungan. Perubahan energi dalam sistem adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Kalor (Q) = +3000 Joule
Usaha (W) = +2500 Joule
Ditanya : perubahan energi dalam
Jawab :
Hukum I Termodinamika :
Aturan tanda :
Q positif jika kalor ditambahkan pada sistem
W positif jika sistem melakukan usaha pada lingkungan
Q negatif jika kalor dilepaskan sistem
W negatif jika lingkungan melakukan usaha pada sistem
Perubahan energi dalam sistem :
Energi dalam sistem bertambah 500
2. Kalor sebanyak 2000 Joule ditambahkan pada sistem dan lingkungan melakukan usaha 2500 Joule pada sistem. Perubahan energi dalam sistem adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Kalor (Q) = +2000 Joule
Usaha (W) = -2500 Joule
Ditanya : perubahan energi dalam sistem
Jawab :
Energi dalam sistem bertambah 4500 joule
3. 3. Kalor sebanyak 2000 Joule dilepaskan sistem dan lingkungan melakukan usaha 3000 Joule pada sistem. Perubahan energi dalam sistem adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Kalor (Q) = -2000 Joule
Usaha (W) = -3000 Joule
Ditanya : perubahan energi dalam sistem
Jawab :
Energi dalam sistem bertambah 1000 Joule.
Kesimpulan :
– Jika sistem menyerap kalor dari lingkungan maka energi dalam sistem bertambah
– Jika sistem melepaskan kalor pada lingkungan maka energi dalam sistem berkurang
– Jika sistem melakukan usaha pada lingkungan maka energi dalam sistem berkurang
– Jika lingkungan melakukan usaha pada sistem maka energi dalam sistem bertambah
4. Gas yang berada didalam sistem di beri kalor sebesar 200 joule. Setelah itu gas diberi usaha sebesar 125 joule. Berapakah perubahan energi dalam gas?
Penyelesaian
Diketahui Q = 200 joule (menyerap) ; W = -125 joule (dikenai kerja)
Ditanyakan: ∆U…?
Jawab:
∆U = Q-W = 200- (-125) = 325 joule
Terjadi kenaikan energi didalam sistem sehingga perubahan enegi tersebut menjadi 325 joule.
5. Didalam ruang tertutup terdapat gas yang memuai dengan menyerap kalor sebesar 350 J dan melakukan usaha sebesar 250 Joule. Berapa kenaikan energi dalam gas?
Penyelesaian:
Diketahui:
W = 250 J (melakukan usaha) ; Q = 350 J (kalor ditambahkan)
Ditanyakan: ∆U = … ?
Jawab:
∆U = Q – W = 350 J – 250 J = 100J
Kenaikan energi dalam gas tertutup tersebuat adalah sebesar 100 J.
Soal :
1. Suatu sistem mengalami proses isobarik. Pada sistem dilakukan usaha sebesar 100 J. Jika perubahan energi dalam sistem ΔU dan kalor yang diserap sistem = 300 joule, berapakah besarnya ΔU?
2. Delapan mol gas ideal dipanaskan pada tekanan tetap sebesar 4 × 10 5 N/m 2 sehingga volumenya berubah dari 0,06 m 3 menjadi 0,08 m 3 . Jika gas mengalami perubahan energi dalam gas sebesar 1.500 J, berapakah kalor yang diterima gas tersebut.
