Ringkasan Materi Termodinamika

Kami sampaikan tentang Termodinamika dengan detail dari materi Fisika kelas 11 sekolah Menengah Atas Kurikulum Merdeka.

Peta Konsep

Ringkasan Materi Fisika Kelas 11 Bab 7 Kurikulum Merdeka – Termodinamika

Contoh penerapan hukum Termodinamika didapatkan pada metabolisme tubuh manusia, mesin kendaraan motor, lemari es, pendingin ruangan, serta pembangkit listrik. Termodinamika pelajari mengenai pengaruh usaha, kalor, serta energi terhadap sebuah sistem dan kualitas serta kuantitas energi sebelum serta setelah digunakan. 

Gas Ideal

Pengertian Gas

Koefisien muai volume berbagai materi:

Gas tempati ruang secara cepat serta memuai secara cepat. Kedua pengamatan tersebut serta informasi lain menjadi dasar pemahaman teori kinetik gas. Asumsi-asumsi dibangun teori kinetik gas, yaitu:

• Molekul-molekul gas gerak dengan acak
• Gaya tarik menarik antara molekul gas diabaikan
• Jumlah molekul gas besar sekali dengan jarak antara molekul lebih besar daripada ukuran molekul gas
• Tumbukan memiliki sifat elastis antara molekul bersama molekul serta molekul bersama dinding wadah. 

Hukum-Hukum Mengenai Gas

A. Hukum Boyle

Robert Boyle 1627-1691, fisikawan irlandia, pelajari hubungan diantara tekanan (p) serta volume (v) dari gas dibatasi terhadap keadaan tertentu. Gambar di bawah ini perlihatkan skema percobaan dari Boyle. 

Hukum Boyle menyatakan bahwasanya hasil kali diantara tekanan serta volume yaitu sebuah bilangan konstan terhadap suhu serta jumlah mol tetap maupun dapat ditulis:

Jadi, bagi 2 keadaan gas berbeda, seperti halnya ditunjukkan gambar di atas, maka berlaku persamaan diantaranya yaitu:

B. Hukum Charles

Jacques Alexander Cesar Charles 1746-1823, ilmuwan dari Prancis, pelajari mengenai hubungan volume gas (v) serta suhu (t) terhadap keadaan tertentu. 

Charles temukan bahwa terhadap tekanan serta jumlah mol konstan. Volume gas berbanding lurus bersama suhu mutlak. Dengan matematis, hukum Charles bisa ditulis:

Bagi 2 keadaan gas berbeda, seperti ditunjukkan gambar di atas, maka berlaku persamaan, :

C. Hukum Gay-Lussac

Joseph Louis Gay-Lussac 1778-1850, Fisikawan Prancis, pelajari mengenai antara tekanan (p), serta suhu (t) dari gas terhadap keadaan tertentu. 

Gay Lussac nyatakan bahwa apabila volume dari sebuah gas dengan massa tertentu dibuat konstan. Maka tekanan gas meningkat seiring meningkatnya suhu. Dengan matematis, Hukum Gay Lussac bisa ditulis:

D. Hukum Avoggadro

Amedeo Carlo Avogadro 1776-1856, ilmuwan Italia, lakukan eksperimen mengaitkan volume gas dengan jumlah mol zat gas terhadap keadaan tertentu. 

Hukum Avogadro nyatakan bahwa terhadap suhu serta tekanan sama, maka gas bersama volume sama memiliki jumlah molekul sama. Dengan matematis, Hukum Avogadro diberi persamaan, :

Gas Nyata serta Hukum Gas Ideal

Model gas ideal dikembangkan karena berguna sekali untuk pelajari lakukan gas hingga memudahkan insinyur agar dapat kembangkan serta ramalkan sifat-sifat gas. Sebagai sebuah sistem kondisi tertentu. Hukum gas ideal maupun persamaan gas ideal didapatkan dengan gabungkan hukum-hukum gas sudah kamu pelajari, persamaan gas ideal diberikan yaitu:

Atau bisa juga persamaannya bisa dituliskan dengan bentuk lain, yaitu:

Konsep Dasar Termodinamika

Sistem serta Lingkungan

Panci isi sop adalah sistem terbuka serta pressure cooker mendekati sistem yang tertutup. Sistem termodinamika adalah sebuah ruang terbatas maupun sejumlah materi yaitu berupa gas di dalamnya terjadi proses termodinamika. Batas memisahkan sistem dari luar sistem disebut dengan lingkungan. 

1. Sistem terbuka pertukarkan materi serta energi bersama lingkungan
2. Sistem tertutup pertukarkan energi bersama lingkungan
3. Sistem terisolir tidak pertukarkan materi serta energi bersama lengkungan

Sifat-Sifat Sistem Termodinamika

Sistem termodinamika mempunyai sifat-sifat termodinamika memiliki sifat makro, yang bisa dijelaskan dengan mikroskopis. Sifat sistem sebagai materi terdapat dua, adalah:

1. Intrinsik, tidak berdasarkan dengan massa.
2. Ekstrinsik, berdasarkan terhadap massa.

Proses-Proses Termodinamika

Proses termodinamika yaitu perubahan dialami sistem dari keadaan kesetimbangan dalam keadaan kesetimbangan lainnya karena transfer serta transformasi energi maupun materi. 

Diagram p-v

Diagram p-v menunjukkan suatu proses terjadi pada sebuah sistem. Setiap titik pada diagram p-v menyatakan keadaan gas berupa info mengenai suhu, tekanan, serta volume. 

Keadaan awal serta keadaan akhir sebuah gas:

Usaha serta Gas Ideal

Tekanan tetap piston ditarik ke kanan, sehingga piston alami perpindahan sejauh as. Usaha dilakukan gas, yaitu:

Empat Proses Termodinamika

Keempat proses termodinamika yaitu proses adiabatis, proses isotermal, proses isobarik, proses isokhorik. 

A. Proses Adiabatis

Proses satu ini tidak terjadi perpindahan kalor diantara sistem bersama lingkungan. Sistem ini adalah sebuah pendekatan karena tidak mungkin terdapat keadaan tanpa pindah kalor sedikit pun. 

B. Proses Isobarik

Proses isobarik merupakan proses terjadi terhadap tekanan tetap.

C. Proses Isotermal

Proses ini merupakan proses terjadi terhadap suhu tetap. Terdapat dua jenis, yaitu proses isotermal ekspansi serta proses isotermal kompresi. 

D. Proses Isokhorik

Proses ini adalah proses terjadi terhadap volume tetap.

Proses Reversibel serta Proses Ireversibel

Proses revesibel adalah proses keadaan akhir bisa dikembalikan dalam keadaan awal. Sedangkan ireversibel berhubungan bersama proses spontan.