Kecepatan efektif gas ideal

1
Kecepatan efektif gas ideal

• Dalam wadah tertutup terdapat N molekul gas
  bergerak ke segala arah (acak) dengan kecepatan
  yang berbeda
• Misalkan
• N1 molekul gas a bergerak v1
• N2 molekul gas b bergerak v2
• N3 molekul gas a bergerak v3
• Maka persamaan kuadrat kelajuan rata-rata
  sebagai berikut

Kecepatan efektif vrms (root mean square)
didefinisikan sebagai akar dari kuadrat
kecepatan rata-rata
2
Hubungan kecepatan efektif gas dengan suhu
mutlaknya
Kecepatan efektif gas sebanding dengan suhunya
dan berbanding terbalik dengan massa total gas
3

• Persamaan di atas berlaku untuk 1 mol gas, karena
  di dalam wadah terdapat N gas , maka

Untuk suatu gas ideal tertentu (M konstan)
kelajuan efektif vrms hanya bergantung pada
suhu mutlaknya (bukan pada tekanannya)
Untuk berbagai gas ideal pada suhu sama (T
konstan), kelajuan efektif vrms hanya bergantung
pada massa molekulnya (M)
4
Hubungan kelajuan efektif gas dengan tekanan

• Dari persamaan

Anda tidak boleh menyatakan bahwa vrms
sebanding dengan tekanannya, persamaan di
samping diturunkan dari persamaan dasar yang
menyatakan bahwa vrms hanya bergantung pada
suhunya dan tidak pada tekanannya
5
Teorema ekipartisi energi

• Teorema ekipartisi untuk suatu sistem
  molekul-molekul gas pada suhu mutlak T dengan
  tiap molekul memiliki derajat kebebasan
  maka energi mekanik rata-rata atau energi kinetik
  rata-rata permolekul

6
Termodinamika

• Sistem ?sesuatu yang diamati
• Lingkungan ? sesuatu di luar sistem
• Usaha yang dilakukan
• dW Fdx

7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
9

• Usaha bernilai positif jika v1ltv2 , sedangkan
  usaha bernilai negatif jika v1gtv2

10
p
p2
p1
v
v2
v1
W negatif
W positif
11
Proses Isotermal

• Menurut hukum boyle pV C
• PV nRT
• P nRT / V

• Proses isotermal adalah proses perubahan
  keadaan sistem yang terjadi pada suhu tetap

12
Proses Isokhorik

• Proses isokhorik adalah proses perubahan
  keadaan sistem pada volume tetap

13
Proses Isobarik

• Proses isobarik adalah proses perubahan
  keadaan sistem pada tekanan tetap

14
Proses Adiabatik

• Proses adiabatik adalah perubahan keadaan
  sistem di mana selama proses tidak terjadi
  perpindahan kalor dari dan kelingkungan.

15
TUGAS

• Buktikan persamaan berikut ini

16
ENERGI DALAM
Energi dalam (U) suatu sistem jumlah energi
kinetik seluruh partikel penyusunnya ditambah
seluruh energi potensial dari interaksi antara
seluruh partikel itu
Ketika terjadi perubahan keadaan suatu sistem
energi dalam dapat berubah dari U1 ? U2
17
Sebuah sistem menyerap kalor dan sistem tidak
menghasilkan kerja
18
LINGKUNGAN
SISTEM
W()
Sistem melakukan kerja dengan berekspansi
terhadap lingkungannya Dan tidak ada panas yang
ditambahkan selama proses, energi Meninggalkan
sistem dan energi dalam berkurang
19
HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA
Ketika panas Q ditambahkan ke sistem sebagian
dari energi yang ditambahkan tetap tinggal dalam
sistem, mengubah energi dalam sebesar ?U
sisanya meninggalkan sistem melakukan kerja
20
(No Transcript)
21
(No Transcript)
22

• Energi dalam disebut juga energi mekanik
  makroskopik

• Perubahan energi dalam sama dengan nol
  ketika
• Pada proses siklus
• Pada sistem terisolasi

23
Perubahan keadaan yang sangat kecil
(infinitesimal)

• Perubahan keadaan yang sangat kecil di mana
  sejumlah kecil panas dQ ditambahkan ke sisitem,
  sistem melakukan kerja sekecil dW dan energi
  dalam berubah sebanyak dU.

24
HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA PADA PROSES
TERMODINAMIKA
25
KAPASITAS PANAS DARI GAS IDEAL

• Kapasitas panas adalah banyaknya kalor yang
  diserap oleh gas untuk menaikan suhunya.
  Kapasitas panas dapat terjadi pada volum tetap
  (CV) atau tekanan tetap (CP)

Kapasitas panas molar pada volum tetap (CV)
Kapasitas panas molar pada tekanan tetap (CP)
26
Kapasitas panas molar pada volum tetap (CV)
Pada volum konstan sistem tidak melakukan kerja
27
Kapasitas panas molar pada tekanan tetap (CP)
Karena P konstan perubahan volume sebanding
dengan perubahan suhunya
28
Subtitusikan persamaan 1 dengan persamaan 2
Bagi kedua ruas dengan n dT
Rasio kapasitas panas
29
Rasio Kapasitas Panas
Untuk gas CP selalu lebih besar daripada CV
Untuk gas monoatomik
Untuk gas diatomik
30
Proses Adiabatik untuk Gas Ideal
Pada proses adiabatik perubahan suhu terjadi
akibat kerja yang dilakukan sistem dan tidak ada
perpindahan kalor sama sekali
Subtitusikan persamaan di atas dengan persamaan
1
Rasio kapasitas panas selalu lebih besar dari
1 pada persamaan 4 dV dan dT selalu
memiliki tanda yang berlawanan
Kalikan persamaan di atas dengan
31
Proses ekspansi adiabatik dari gas ideal
(dVgt0) selalu disertai penurunan suhu
(dTlt0) Proses kompresi adiabatik dari gas ideal
(dVlt0) selalu disertai kenaikan suhu (dTgt0)
Untuk perubahan suhu yang besar integerasikan
persamaan 4
32
Usaha Gas Ideal pada Proses Adiabatik
Pada proses adiabatik tidak terjadi perpindahan
kalor