termodinamika dasar 8 frn
DESCRIPTION
asdddTRANSCRIPT
![Page 1: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/1.jpg)
Ferra Naidir Ph.D
1
![Page 2: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/2.jpg)
Perubahan Entropi (∆S)
Perubahan entropi (∆S) sebuah sistem bilaberubah dari satu keadaan ke keadaan laindinyatakan dengan:
2
TdQS rev
![Page 3: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/3.jpg)
Dalam hal ini:
Rev : reversibel S : entropi ∆S : perubahan entropi dQ : perubahan panas T : temperatur
3
![Page 4: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/4.jpg)
dQrev adalah panas yang harus ditambahkan pada sistem dalam proses reversibel untuk membawa dari keadaan awal ke keadaan akhir
Jika panas diambil dari sistem, dQrev bernilai negatif dan perubahan entropi ∆S sistem bernilai negatif juga
T suhu mutlak (kelvin) Dimensi entropi: energi/ temperatur dan Satuan entropi S adalah Joule/ Kelvin
4
![Page 5: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/5.jpg)
Entropi adalah salah satu besaran termodinamika yang mengukur panas/ kalor (energi) dalam sistem persatuan temperatur yang tidak dapat digunakan untuk melakukan usaha.
Entropi suatu sistem perlu diukur untuk menentukan seberapa besar panas/ kalor(energi) tidak dapat dipakai untuk melakukan kerja pada proses-proses termodinamika
Proses-proses termodinamika ini hanya bisa dilakukan oleh panas/ kalor (energi) yang sudah diubah bentuknya.
5
![Page 6: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/6.jpg)
Selama kerja/ usaha, entropi akan terkumpul pada sistem, yang kemudian terdisipasi dalam bentuk panas/ kalor (energi) yang terbuang.
Sebagai ilustrasi: pada sistem yang terisolasi, saat terjadi transfer panas, energi panas berpindah dari sistem yang bersuhu tinggi ke sistem yang bersuhu rendah, maka entropi suatu sistem yang tertutup (terisolasi), hanya berjalan ke satu arah (bukan proses reversibel), ini berarti pada sistem terisolasi entropi selalu naik.
6
![Page 7: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/7.jpg)
Entropi (S) pada Gas Ideal
Jika suatu sistem menyerap sejumlah infinitisimal kalor dQrev selama proses dapat balik, maka perubahan entropi adalah
7
TdQdS rev
![Page 8: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/8.jpg)
Gas Ideal sebagai Fungsi T dan P
8
pdpnR
TdTC
TdQdS p
dpTV
TdTC
TdQ
p
VdpdTCdQ prev
![Page 9: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/9.jpg)
Perubahan Entropi (∆S) Gas
9
2
1
2
1
p
p
T
Tp p
dpnRTdTC
TdQS
1
2
1
20 lnln
ppnR
TTCSS p
01
2
1
2 lnln SppnR
TTCS p
Dalam hal ini:S0 adalah entropi awalCp : tetap
![Page 10: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/10.jpg)
Gas Ideal sebagai Fungsi T dan V
10
pdVdTCdQ V
dVTp
TdTC
TdQ
V
VdVnR
TdTC
TdQ
V
![Page 11: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/11.jpg)
11
2
1
2
1
V
V
T
TV V
dVnRTdTC
TdQS
01
2
1
2 lnln SVVnR
TTCS V
CV : tetap
![Page 12: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/12.jpg)
W dan Q bukan merupakan fungsi keadaan, sehingga keduanya tergantung pada proses berlangsungnya keadaan
Jika tekanan awal sama dengan tekanan akhir, maka perubahan entropi sebesar:
12
1
2lnTTCS p
![Page 13: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/13.jpg)
Jika proses merupakan proses ekspansi isotermal maka:
Dalam hal ini untuk terjadi perubahan entropi tidak harus terjadi pada proses reversibel
13
1
2lnVVnRS
![Page 14: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/14.jpg)
Beberapa Kesimpulan tentang Entropi
Pada proses reversibel, perubahan entropi semesta (sistem dan lingkungannya) adalah Nol
14
0rev TdQ
![Page 15: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/15.jpg)
Pada proses irreversibel, entropi semesta naik
Untuk sembarang proses, entropi semesta tak pernah berkurang
15
0TdQdS
![Page 16: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/16.jpg)
Entropi dan Probabilitas
Entropi adalah ukuran ketidakteraturan Walaupun entropi sistem tertentu dapat
berkurang selama proses irreversibel, tetapi perubahan entropi selalu bernilai positif, ini berarti semesta selalu bergerak ke arah keadaan yang keteraturannya berkurang.
16
![Page 17: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/17.jpg)
Probabilitas gas yang secara spontan terkompresi bebas dengan volume mula-mula V1,probabilitas p, untuk mendapatkan N molekul dalam volume V2 yang lebih kecil adalah:
17
N
VVp
1
2
1
2lnlnVVNp
![Page 18: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/18.jpg)
Dengan:n : jumlah mol dan
NA : bilangan avogadro
18
1
2lnlnVVnNp A
![Page 19: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/19.jpg)
Karena perubahan entropi gasnya adalah
Maka
Sehingga
Dengan k : konstanta Boltzman
19
1
2lnVVnRS
pNRSA
ln
pkS ln
![Page 20: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/20.jpg)
Diagram TS
Entropi dinyatakan dengan
Jika dalam proses adiabatik, berarti dQrev = 0
Bila T ≠ 0, maka dS = 0 sehingga S adalahtetapan →Fenomena ini disebut PROSES
ISENTROPIK (Isotropik)
20
TdQdS rev
![Page 21: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/21.jpg)
Jika dua keadaan setimbang maka:
21
TdsdQ
dTdST
dTdQ
![Page 22: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/22.jpg)
Pada Proses Isokorik (dV = 0) Reversibel
Maka
Kemiringan kurva dalam diagram TS pada proses isokorik
22
VV
V dTdSTC
dTdQ
VV CT
dTdS
![Page 23: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/23.jpg)
Pada Proses Isobarik (dp = 0) Reversibel
Maka
Kemiringan kurva dalam diagram TS pada proses isobarik
23
pp
p dTdSTC
dTdQ
pp CT
dTdS
![Page 24: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/24.jpg)
Diagram TS
24
![Page 25: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/25.jpg)
Diagram TS merupakan kurva yang menggambarkan proses reversibel dengan sumbu X adalah entropi (S) dan sumbu Y adalah temperatur
25
![Page 26: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/26.jpg)
Contoh:
26
![Page 27: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/27.jpg)
Gambar menunjukkan diagram TS suatu sistem sederhana reversibel dalam siklus a-b-c-d-a yang dapat berlaku pada mesin Carnot maupun pendingin
Proses a - b, proses isotropik Proses b – c, proses isotermik Proses c – d, proses isotropik Proses d – a, proses isotermik
27
![Page 28: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/28.jpg)
Perubahan Entropi Semesta (total) dalam Proses Reversibel
Jika dQrev diserap oleh sistem,
Maka:
28
danTdQdS rev
sistem TdQdS rev
lingkungan
0 lingkungansistemsemesta dSdSdS
![Page 29: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/29.jpg)
Jika dQrev dibuang oleh sistem,
Maka:
29
danTdQdS rev
sistem TdQdS rev
lingkungan
0 lingkungansistemsemesta dSdSdS
![Page 30: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/30.jpg)
Perubahan Entropi Pada Proses Irreversibel
Jika sistem mengalami proses irreversibel antara keadaan setimbang awal dan keadaan setimbang akhir, perubahan entropinya dirumuskan:
30
akhir
awalawalakhir T
dQSSS
![Page 31: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/31.jpg)
Kasus pada Perubahan Fase
Perubahan fase pada zat, merupakan proses reversibel.
Besarnya kalor yang dipindahkan (dilepas atau dibutuhkan) pada perubahan fase tiap satuan massa disebut dengan kalor laten (L)
31
mSSTL awalakhir
![Page 32: Termodinamika Dasar 8 FRN](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/5695cee91a28ab9b028bc191/html5/thumbnails/32.jpg)
Perubahan Fase Zat
32