TERMODINAMIKA: PERSAMAAN TERMODINAMIKA I

Pada proses isobarik (tekanan tetap) ® DP = 0; sehingga,

DW = P . DV = P (V₂- V₁) ® P. DV = n .R DT

DQ = n . C_p . DT	® maka C_p = 5/2 R (kalor jenis pada tekanan tetap)
DU-= 3/2 n . R . DT

DQ = n . C_v . DT	® maka C_v = 3/2 R (kalor jenis pada volume tetap)
AU = 3/2 n . R . DT

Pada proses isotermik (temperatur tetap): ® DT = 0 ;sehingga,

DU = 0 ® DQ = DW = nRT ln (V₂/V₁)
Pada proses adiabatik (tidak ada pertukaran kalor antara sistem dengan sekelilingnya) ® DQ = 0 Berlaku hubungan::

PV^g= konstan ® g = C_p/C_v ,disebut konstanta Laplace
Cara lain untuk menghitung usaha adalah menghitung luas daerah di bawah garis proses.
Usaha pada proses a ® b adalah luas abb*a*a

Perhatikan perbedaan grafik isotermik dan adiabatik ® penurunan adiabatik lebih curam dan mengikuti persamaan PV^g= C.

Jadi:

1. jika DP > DV, maka grafik adiabatik.

2. jika DP = DV, maka grafik isotermik.

Catatan:

Jika sistem menerima panas, maka sistem akan melakukan kerja dan energi akan naik. SehinggaDQ, DW ® (+).
Jika sistem menerima kerja, maka sistem akan mengeluarkan panas dan energi dalam akan turun. Sehingga DQ, DW ® (-).
Untuk gas monoatomik (He, Ne, dll), energi dalam (U) gas adalah

U = E_k= 3/2 nRT ® g = 1,67
Untuk gas diatomik (H₂, N₂, dll), energi dalam (U) gas adalah

Tidak mungkin membuat suatu mesin yang bekerja secara terus-menerus serta rnengubah semua kalor yang diserap menjadi usaha mekanis.

T₁ > T₂, maka usaha mekanis:

W = Q₁ - Q₂

h = W/Q₁ = 1 - Q₂/Q₁ = 1 - T₂/T₁

T₁ = reservoir suhu tinggi

T₂ = reservoir suhu rendah

Q₁ = kalor yang masuk

Q₂ =kalor yang dilepas

W = usaha yang dilakukan

h = efesiensi mesin

Untuk mesin pendingin:

h = W/Q₂ = Q₁/Q₂ -1 = T₁/T₂ - 1
Koefisien Kinerja = 1/h

TERMODINAMIKA