Makalah Termodinamika Makalah Termodinamika
Proses Reversibel dan Ireversibel
Proses Reversibel dan Ireversibel
Oleh
Oleh ::
Nama
Nama : Reviani
: Reviani
Nim
Kata Pengantar
Assalamu’alaikum warahmatullahi waarakatuh! Alham"ulillahirailalamin# an$ak nikmat $ang Allah erikan# teta%i se"ikit sekali $ang kita ingat! &egala %u'i han$a la$ak untuk Allah (uhan seru sekalian alam atas segala erkat# rahmat# tau)ik# serta hi"a$ah*N$a $ang tia"a terkira esarn$a# sehingga %enulis "a%at men$elesaikan makalah term+"inamika "engan 'u"ul ,%r+ses reversiel "an ireversiel,! -alam %en$usunann$a# %enulis mem%er+leh an$ak antuan "ari eragai %ihak# karena itu %enulis mengu.a%kan terima kasih $ang seesar* esarn$a ke%a"a: Ke"ua +rang tua "an "+sen %emiming $ang telah memerikan "ukungan#
kasih# "an ke%er.a$aan $ang egitu esar! -ari sanalah semua kesuksesan ini erawal# sem+ga semua ini isa memerikan se"ikit keahagiaan "an menuntun %a"a langkah $ang leih aik lagi! /eski%un %enulis erhara% isi "ari makalah ini eas "ari kekurangan "an kesalahan# namun selalu a"a $ang kurang! Oleh karena itu# %enulis menghara%kan kritik "an saran $ang memangun agar skri%si ini "a%at leih aik lagi! Akhir kata %enulis erhara% agar makalah ini erman)aat agi semua %ema.a!
22 Okt+er 2013
-a)tar si
AA/AN - !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1 KA(A P5NAN(AR !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 2 -A(AR & !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!3 8A8 P5N-AAN !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4 a! atar 8elakang !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4 ! Rumusan masalah !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4 .! (u'uan !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9 8A8 P5/8AA&AN !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!6 a! Pr+ses Reversiel "an reversiel !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!6 ! &e'arah Penemuan %r+ses Reversiel "an reversiel !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!78A8 P5N(P !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 10 a! Kesim%ulan !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!10 -A(AR P&(AKA !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!11 BAB I PENDAHULUAN A! atar 8elakang
Pa"a "asarn$a# (erm+"inamika mem%ela'ari karakteristik suatu sistem "an interaksin$a "engan lingkungan! &istem meru%akan suatu +$ek $ang "iamati! Karakteristik suatu sistem "a%at "ilihat "ari si)at*si)at term+"inamika "ari sistem terseut# se%erti tem%eratur# tekanan# v+lume# energi "alam# ental%i# "an entr+%i! -i "alam (erm+"inamika klasik# si)at term+"inamika meru%akan nilai numerik $ang menun'ukkan karakteristik makr+sk+%ik suatu sistem $ang isa "i%er+leh tan%a mem%erhatikan %r+ses*%r+ses $ang ter'a"i seelumn$a se'arah sistem;! /isaln$a# nilai tem%eratur isa "iukur %a"a suatu saat menggunakan term+meter tan%a harus mengetahui %r+ses*%r+ses a%a $ang seelumn$a ter'a"i %a"a suatu sistem! /anakala ter'a"i %eruahan %a"a satu atau leih si)at term+"inamika suatu sistem# erarti telah ter'a"i %r+ses %a"a sistem terseut! Pr+ses reversiel a"alah %r+ses term+"inamik $ang "a%at erlanggsung se.ara +lak*alik! &euah sistem $ang mengalami i"ealisasi %r+ses reversiel selalu men"ekati kea"aan kesetimangan term+"inamika antara sistem itu sen"iri "an lingkungann$a! Pr+ses reversiel meru%akan proses seperti-kesetimbangan (quasi equilibrium process). Pr+ses $ang "a%at "ialik arahn$a
"inamakan %r+ses reversibel
-i "alam k+nse% (erm+"inamika# ter"a%at "ua .ara interaksi antara sistem "an lingkungann$a# $aitu %er%in"ahan %anas "an ker'a! Per%in"ahan %anas "i%i.u +leh %ere"aan tem%eratur antara sistem "an lingkungann$a! &e"angkan ker'a "iseakan
+leh selain %ere"aan tem%eratur! Ker'a isa "iseakan karena %ere"aan tekanan# a"an$a %utaran %+r+s# arus listrik# me"an magnet# "an seagain$a!
8! Rumusan /asalah
a! A%a itu %r+ses reversiel "an ireversiel <
! 8agaimanakah se'arah %r+ses irreversiel <
.! A%akah %ere"aan antara %r+ses irreversiel "engan %r+ses reversiel<
"! A%akah kriteria %r+ses irreversiel<
e! A%akah .+nt+h "ari %r+ses irreversiel<
a! P+k+k %ers+alan %a"a (erm+"inamika a"alah mengetahui karakteristik sistem akiat ter'a"in$a suatu %r+ses# khususn$a a"alah %r+ses reversiel "an ireversiel $ang akan "i ahas "i sini!
! /en'elaskan seuah %r+ses reversiel "an ireversiel!
BAB II
PEMBAHASAN
Pr+ses $ang ti"ak men$alahi hukum ke"ua# "a%at "iagi men'a"i "ua ma.am# $aitu reversiel "an ireversiel teralikkan "an tak teralikkan;! /arilah kita tin'au suatu sistem teris+lasi! ukum ke"ua mengatakan ahwa ti"aklah mungkin ter'a"i suatu %r+ses $ang akan mengurangi entr+%i! An"aikan sistem itu mengalami suatu %r+ses "engan arah $ang kita seut sa'a ke "e%an! ika %r+ses itu ter'a"i "engan kenaikan entr+%i# maka an"aikan ter'a"i %r+ses sealikn$a ke elakang; %astilah akan "isertai %enurunan entr+%i "an ini tak mungkin! /aka "ikatakan ahwa %r+ses $ang ter'a"i ke arah "e%an itu "iseut ireversiel!
8ila a"a %r+ses ke "e%an itu ti"ak ter'a"i %eruahan entr+%i maka %a"a %r+ses sealikn$a 'uga ti"ak akan ter'a"i %eruahan entr+%i! -engan "emikian maka %r+ses "a%at erlangsung ke arah mana%un tan%a men$alahi hukum ke"ua! Pr+ses reversiel a"alah %r+ses
$ang tak menghasilkan entr+%i!
Kean$akan %r+ses $ang n$ata a"alah ireversiel# namun an$ak %ula $ang "a%at "ii"ealkan seagai %r+ses reversiel! 8eera%a %r+ses "emikian misaln$a a"alah %r+ses> %r+ses erikut!
1; ntai listrik "engan ka%asit+r "an in"ukt+r# tan%a resist+r!
2; K+tak er+"a %a"a rel li.in tan%a gesekan; $ang "ihuungkan "engan satu u'ung %egas# u'ung lain terikat %a"a "in"ing!
3; as "alam e'ana tertutu% %ist+n $ang "a%at ergerak eas tan%a gesekan? %ist+n "ihuungkan "engan satu u'ung %egas "an u'ung %egas $ang lain terikat %a"a "in"ing!
-imsiki a"i# 1@@3: 1@2*1@3;
/isalkan seuah sistem mengalami suatu %r+ses# eruah "ari kea"aan A ke kea"aan 8! 'ika# sesu"ah %r+ses itu selesai# sistem "an lingkungann$a "a%at "ikemalikan ke kea"aan semula# sehingga %a"a hasil akhirn$a tia"a kal+r $ang er%in"ah "an tia"a usaha $ang "ilakukan# maka %r+ses terseut "iseut %r+ses reversiel! Pr+ses $ang ti"ak memenuhi s$arat ini "iseut %r+ses ireversiel!
(in'aulah lagi %r+ses %er%in"ahan kal+r "ari en"a A $ang ertem%eratur T A; ke en"a
8 $ang ertem%eratur T B < T A;# ila ke"ua uah en"a itu ersentuhan! &etelah ke"ua*
"uan$a ertem%eratur sama# ( "a%atkah masing*masing "i kemalikan kekea"aan semula< -a%at Bang "i%erlukan han$alah "ua uah reserv+ir: $ang seuah ertem%eratur T A"an $ang
lain T B! Kemu"ian en"a A "iiarkan ersentuhan "engan reserv+ir T A# en"a 8 ersentuhan
"engan reserv+ir T B! /aka %a"a akhirn$a en"a A ertem%eratur T A "an en"a 8
ertem%eratur T B# se%erti seelum %r+ses! (eta%i ter'a"i %ula %eruahan lain "i
lingkungann$a: reserv+ir T Akehilangan kal+r seesar Q# se"ang reserv+ir T B menerima kal+r
seesar Q! -a%atkah kal+r Q "i%in"ahkan "ari reserv+ir T Bke reserv+ir T A tan%a %eruahan
lain< elas ti"ak "a%at Karena itulah %r+ses terseut "ikatakan ireversiel!
Agar suatu %r+ses reversiel haruslah "alam %r+ses itu ti"ak a"a gesekan "an ti"ak a"a %ula keti"akseimangan! Pr+ses sei"eal itu ti"ak mungkin a"a! Kalau %r+ses itu Cuasistatik
"an "i "alamn$a gesekan "a%at "iaaikan# .uku%lah su"ah %r+ses itu "iangga% reversiel! &utrisn+ "an (an k ie# 1@D3: 20D;
8! &e'arah Penemuan Pr+ses Reversiel "an reversiel
saha untuk menemukan kriteria term+"inamika +leh 8arthel+t agi reaksi kimia $ang s%+ntan 1D7@ menghasilkan kesim%ulan $ang salah# ahwa reaksi $ang mele%askan kal+r a"alah s%+ntan! /enurut hukum ke"ua term+"inamika %r+ses akan s%+ntan a%aila erlangsung "alam sistem teris+lasi $ang menaikkan entr+%i "alam sistem!
Para )isikawan erman Ru"+l) =lausius 1D90 an; a"alah +rang %ertama $ang mengukur se.ara matematis %enemuan irreversiilitas "i alam melalui %engenalan tentang k+nse% entr+%i!
8eliau men$atakan %a"a E+rmulir m+"i)ikasi "ari te+rema un"amental "alam (e+ri Panaskan, ahwa suatu sistem ti"ak mungkin mentrans)er %anas "ari tuuh $ang leih "ingin ke tuuh $ang leih %anas! =+nt+hn$a : &e.angkir K+%i %anas $ang "iletakkan %a"a suhu kamar!
Pen'elasan lain "ari sistem irreversile "i%resentasikan +leh ahli matematika %ran.is enri P+in.are 1D@0; ia meneritkan "inamika n+n linier $ang "iseut te+ri =ha+s! 8ahwa menera%kan te+ri =ha+s "engan hukum Ke"ua (erm+"inamika# %ara"+ks irreversiilitas "a%at "i'elaskan "alam kesalahan $ang terkait "engan skala mi.r+states untuk ma.r+states "an "era'at keeasan $ang "igunakan ketika melakukan eks%erimen!
rreversile meru%akan %r+ses* %r+ses $ang "a%at erlangsung se.ara alami "an akan erlangsung se.ara searah!Pr+ses tak reversile sering "iseut %r+ses alami karena
meru%akan %r+ses n$ata $ang erlangsung se.ara s%+ntan "i alam tan%a harus a"a usaha "ari luar sistem untuk melangsungkann$a! &esuai naman$a %r+ses alami selalu erlangsung satu arah# $aitu kea"aan tak setimang menu'u ke kea"aan seimang# "an %r+ses akan erhenti
"engan sen"irin$a ila kea"aan setimang telah ter.a%ai! Pr+ses %a"a arah sealikn$a $aitu "ari kea"aan setimang menu'u ke kea"aan setimang# ti"ak %ernah erlangsung se.ara s%+ntan "an han$a "a%at ter'a"i melalui usaha atau inter%erensi "ari luar sistem!
8eera%a .+nt+h %r+ses irreversiel "alam )isika ; :
• Per%in"ahan %anas melalui %ere"aan suhu • Pemakaran
• esekan
• Reaksi kimia s%+ntan
• istrik mengalir melalui resistensi!
Kriteria %r+ses irreversiel
A! 8en"a "iamil sekaligus# $ang erakiat eks%ansi .e%at
8! (ekanan ersi)at teta% seesar (ekanan luar PeF;# se"angkan reversiel tekanan mengalami %eruahan!
=! saha $ang ter'a"i %a"a tekanan 'uga ersi)at teta%!
-! Pr+ses rreversiel mem%un$ai %eruahan entr+%i leih esar "ari%a"a 0! a"i# 5ntr+%i .en"erung ertamah %a"a %r+ses irreversiel
5! Peruahan energi "alam kriteria %r+ses irreversiel men'a"i leih ke.il "ari%a"a 0
! Kal+r "an energi is %a"a %r+ses irreversiel leih ke.il "ari%a"a 0! al itu
mem%engaruhi %eruahan ental%i $ang ter'a"i "an mengakiatkan nilain$a leih ke.il "ari%a"a 0 n+l;!
BAB III PENUTUP
A! Kesim%ulan
1! &e'arah %r+ses irreversiel "itemukan +leh eera%a ahli "iantaran$a 8arthel+t 1D7@;# Ru"+l) =lausius 1D90!an; "an u"wi" 8+ltGman 1D72*1D79;# en"r$ P+in.are 1D@0;
2! Pr+ses irreversiel meru%akan %r+ses*%r+ses $ang "a%at erlangsung se.ara alami "an akan erlangsung se.ara searah!
3! =+nt+h reaksi irreversiel $aitu %ementukan Na=l# %ersamaan reaksin$a: NaOaC; H =laC; Na=laC; H 2O l;
Bang ke"ua $aitu reaksi antara:
=a=O3s; H =l aC; =a=l2aC; H=O2g; H 2Ol;
4! Kriteria rreversiel a"alah eF%ansi .e%at# tekanan "an usaha ersi)at teta%# entr+%i leih esar "ari%a"a 0 teta%i %eruahan energin$a "an ental%i leih ke.il "ari 0!
