Pengertian Dasar Termodinamika

BAB 1 PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA

1.1 PENDAHULUAN

Termodinamika adalah ilmu pengetahuan yang membahas tentang pengaruh panas terhadap sifat zat yang berhubungan dengan perubahan energi dan kerja, serta analisis proses konversi energinya. Dalam termodinamika berisikan hal-hal yang menyangkut metode baik bersifat analitis maupun teoritis dan dapat diaplikasikan pada mesin-mesin konversi energi.

Ada beberapa definisi istilah yang akan digunakan sebagai acuan untuk pembahasan ini, antara lain:

1. Energi didefinisikan sebagai kapasitas suatu benda untuk menghasilkan kerja.

2. Pada ilmu mekanika, kerja didefinisikan sebagai akibat/ukuran dari suatu tenaga /energi yang mampu menggerakkan suatu benda sejauh jarak tertentu.

Pada dasarnya energi hanya dapat diobservasi dari efek-efek yang dihasilkan energi itu sendiri.

3. Energi dapat muncul dalam berbagai bentuk :

• Energi Potensial, yaitu energi yang dimiliki sebuah benda secara maya, akaibat ketinggian benda tersebut terhadap permukaan datum/acuan.

• Energi Kinetik, yaitu energi yang dimiliki sebuah benda secara maya, akibat kecepatan benda tersebut.

• Energi Internal, yaitu energi yang dipunyai setiap benda, akibat molekul- molekul yang dimiliki benda tersebut yang bereaksi terhadap perubahan temperatur. Molekul-molekul akan bergerak, bila terjadi peningkatan temperatur . Semakin panas suatu gas , benda padat atau benda cair, maka akan menimbulkan gerakan yang semakin besar (getaran yang terjadi pada benda padat merupakan contoh penomena ini).

4. Proses, yaitu perubahan yang dikenakan terhadap sistem, atau merupakan suatu transformasi dari suatu keadan ke keadaan yang lain.

5. Sistem, yaitu segala sesuatu yang ada dalam pengamatan atau digunakan untuk mengidentifikasi subyek yang akan dianalisis.

6. Lingkungan adalah segala sesuatu yang ada di luar sistem, lingkungan dapat diasumsikan dapat atau tidak mempengaruhi sistem.

7. Siklus/daur ulang termodinamika, yaitu suatu urutan proses yang berawal dan berakhir pada keadaan yang sama.

8. Suatu sistem dikatakan dalam keadan mantap apa bila dapat dianggap tidak ada satupun sifatnya yang berubah.

9. Entalpi yaitu merupakan besaran satuan energi gabungan terdiri dari energi dalam dan energi aliran (fluida).

10. Entropi adalah suatu keadaan yang alamiah, yaitu sifat suatu substansi yang mengukur derajat keacakan atau ketidakteraturan pada tingkat mikroskopik, sehingga entropi merupakan satuan energi yang dapat dipergunakan untuk mengetahui keadaan dari suatu proses.

Studi tentang termodinamika penggunaan sehari-hari banyak dimanfaatkan untuk rekayasa teknik mesin yang biasanya berkaitan dengan produksi daya pada proses pemanasan serta proses pendinginan

• motor bakar kendaraan otomotif,

• turbin uap dan turbin gas,

• kompresor dan pompa,

• pembangkit listrik tenaga nuklir dan gas,

• sistem propulsi untuk pesawat terbang dan roket,

• sistem pembakaran bahan bakar,

• pemisahan gas dan liquid,

• sistem pemanasan, ventilasi dan penyegar udara, seperti : a. refrijerasi dengan kompresi dan absorpsi,

b. pompa panas (heat pump),

• Sistem energi alternatif, seperti : a. bahan bakar sel,

b. pembangkit tenaga matahari, c. sistem panas bumi,

d. energi air laut, gelombang air laut, dan tidal,

e. sistem energi angin.

1.2 PENGERTIAN TERMODINAMIKA

Kata thermodynamic berasal dari bahasa Yunani, yaitu: hermo, therme atau heat berarti panas dan dynamics atau force berarti daya (bergerak) atau gaya. Jadi termodinamika adalah ilmu pengetahuan yang membahas tentang pengaruh atau gerakan panas terhadap sifat zat yang berhubungan dengan perubahan energi dan kerja.

Dalam termodinamika berbagai penemuan dalam pengamatan-pengamatan eksperimental dinyatakan dalam bentuk hukum termodinamika, ada empat hukum dasar dalam termodinamika yaitu hukum termodinamika I, hukum termodinamika II, dan hukum termodinamika III, selain itu ada hukum yang mengawali hukum termodinamika tersebut, yaitu hukum termodinamika ke 0 (ke-enol).

Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan.

1.3 SISTEM, SIKLUS, PROSES, DAN LINGKUNGAN

Sistem adalah suatu batasan yang dipakai untuk menunjukan suatu benda (benda kerja) dalam suatu permukaan tertutup, maksudnya adalah untuk mepermudah atau memperjelas batasan pengamatan eksperimental (penelitian) dan untuk memisahkan benda kerja yang diteliti dengan sekelilingnya. Atau sistem adalah segala sesuatu yang ada dalam pengamatan atau digunakan untuk mengidentifikasi subyek yang akan dianalisis. Suatu sistem dikatakan dalam keadan mantap apa bila dapat dianggap tidak ada satupun sifatnya yang berubah.

Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:

a). Sistem terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.

b). Sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup

gas di dalam silinder yang dibatasi oleh piston di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya: pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.

pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

c). Sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan fluida dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Contoh dari sistem terbuka adalah proses pada boiler, kompresor, pompa, dan heat engine.

Ganbar 1.1 Transfer energi dalam sistem tertutup.

Ganbar 1.2 Transfer energi dalam sistem terbuka.

Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Siklus/daur ulang termodinamika, yaitu suatu urutan proses yang berawal dan berakhir pada keadaan yang sama. Siklus tertutup adalah apabila massa fluida dalam sistem yang ditinjau tidak ada yang masuk maupun keluar sistem, sedang siklus terbuka adalah apabila massa fluida dalam sistem yang ditinjau ada yang masuk maupun keluar dari sistem.

Proses, yaitu perubahan yang dikenakan terhadap sistem, atau merupakan suatu transformasi dari suatu keadan ke keadaan yang lain.

Lingkungan adalah segala sesuatu yang di luar sistem yang dapat mungkin dapat mempengaruhi proses dalam sistem. Di luar lingkungan berarti segala sesuatu yang di luar sistem yang dapat dianggap tidak mempengaruhi proses dalam sistem.

1.4 BESARAN DAN SATUAN DALAM TERMODINAMIKA

Tekanan, temperatur, volume dan energi adalah sebagian dari banyak sifat – sifat zat di dalam termodinamika . Sifat-sifat zat digunakan untuk menggambarkan keadaan suatu zat. Terdapat dua kelompok sifat zat yaitu:

Sifat Intensif Zat adalah sifat-sifat zat yang tidak tergantung pada massa zat, sebagai contoh : temperatur dan tekanan .

Sifat Ekstensif Zat adalah sifat-sifat yang tergantung pada massa zat misalnya : volume dan energi.

Sifat ekstensif zat dapat di ekspresikan dengan tambahan kata spesifik. misalnya volume per satuan massa yang diistilahkan sebagai volume spesifik. Beberapa besaran yang menunjukkan sifat zat dan terkait dengan bidang ilmu termodinamika dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel: 1 Besaran dari beberapa sifat zat

BESARAN SIMBOL SATUAN KETERANGAN

Panjang Temperatur

Temperatur Absolut Waktu

L t T

t

[Cm], [m]

[⁰C], [⁰F]

 

K

Satuan dasar Satuan dasar Satuan dasar Satuan dasar

Massa Tekanan Volume

Volume Spesifik Massa Jenis Energi Internal

Energi Internal Spesifik Entalpi

Entalpi Spesifik Fraksi Kekeringan Uap (Kualitas Uap)

Kapasitas Panas (Spesifik pada tekanan konstan) Kapasitas Panas (Spesifik pada volume konstan) Ratio Kapasitas Panas Konstanta Gas Spesifik Konstanta Gas Universal ( UGC )

Massa Molekul Relatif Entropi

Entropi Spesifik

M p V v ρ U u H h x

cp

cν

γ R RO

M S s

[s], [menit]

[gr], [kg]



N/m²



,bar

 

¹⁰⁵



^{/ 2}



1 bar = N m

 

^m3



^m3/kg



^{,v=1 }



^kg/m3



^,=1v

[kJ]



kJ kg



 

^{kJ ,H=U+pV}



kJ/kg



,=u+p

[ % ] dT dh c

kgK kJ

P /

], / [

=

[kJ / kg K] , cν = du / dt

 =c_P c

kJ / kg K] , R = cp - cν

[kJ / kg mol .K], MR = RO

[kJ / K]

[kJ / kg K]

Satuan dasar

1.5 SKALA TEMPERATUR

Ada empat jenis skala/derajad temperatur/suhu yang akan digunakan sebagai acuan dalam pembahasan ini, antara lain: Skala suhu Kelvin (K), skala suhu Celsius (⁰C), skala suhu Rankine (R), dan skala suhu Fahrenheit (⁰F). Skala suhu Kelvin (K)

] / [

] ][

/ ][

/ [

2

2 3

m N

m s m m kg

g

=

=





= 

dan skala suhu Rankine (R) disebut suhu mutlak/absolut karena dimulai dari titik 0 (enol) absolut (energi benda = 0).

Gambar 1.3 Hubungan skala temperatur Kelvin, Celsius, Rankine, dan Fahrenheit.

Temperatur/suhu = t, temperatur absolut/mutlak = T.

tC = TK – 273, TK = tC + 273 1.1

tF = TR – 460, TR = tF + 460 1.2

tC = 100/180 ( tF – 32 ), tF = ( 180/100 ) tC + 32. 1.3 tC = 5/9 ( tF – 32 ), tF = ( 9/5) tC + 32. 1.4 Keterangan: tC = suhu Celsius (⁰C)

tF = suhu Fahrenheit (⁰F) TK = suhu Kelvin (K) TR = suhu Rankine (R)

1.7 TEKANAN ABSOLUT

Tekanan absolut adalah tekanan yang diukur dari nol [bar], sebagai datum level. Tekanan absolut besarnya sama dengan tekanan terukur (gauge) ditambah tekanan atmosper

Tekanan absolut = tekanan terukur + tekanan atmosper Tekanan atmospheric = 0,101325 [MN/m²]

= 1,01325 [ bar ], 1 [bar] = 10⁵ [N/m2 ] Tekanan terukur

] / [

] ][

/ ][

/ [

2

2 3

m N

m s m m kg

g

=

=





= 

Gambar 1.4 Contoh tekanan menggunakan vessel

Gambar 1.5 Tekanan absolut dan tekanan terukur

Sehingga : Absolut pressure = Atmospheric pressure + Gauge pressure Gauge pressure

1.8 HUKUM HUKUM DALAM TERMODINAMIKA 1.8.1 Hukum Termodinamika ke-0 (ke nol)

Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya, maka benda tersebut memenuhi hukum termodinamika ke-0

Dalam penerapanya adalah bila dua benda atau lebih digabung/dicampur maka benda yang memiliki temperatur lebih tinggi panasnya akan berpindah ke benda yang temperaturnya lebih rendah sampai terjadi kesetimbangan termik. Hal ini sebagai prinsip dasar pengukuran temperatur (kerja kalori-meter) dan perpindahan panas.

Panas dalam termodinamika adalah suatu bentuk energi (energi yang sedang berpindah), energi panas terdiri dari unsur; masa benda, panas jenis, dan temperatur

Energi panas, Q = m . c . t. [ kkal, kal ] 1.5

Keterangan : m = masa benda [ kg, gr ]

c = panas jenis [ kkal/kg, kal/gr ] t = temperatur. [ ⁰C, K ]

Penerapan hukum termodinamika ke 0 pada kalorimeter untuk menentukan atau mengukur kalor jenis suatu benda padat atau benda cair, seperti berikut:

1. Kalorimeter + Air 3. Campuran dari kondisi 1 + kondisi 2

2. Logam padat

Gambar 1.6 Peralatan uji kalor jenis benda

Energi panas pada Kalorimeter + Air → (kondisi 1) Energi kalorimeter, Qk = mk .ck .t1

Energi air / cairan, Qa = ma . ca . t1

Energi pada kondisi 1:

( mk .ck + ma . ca ) t1

Energi panas Logam padat → (kondisi 2) Energi logam padat, Ql = ml . cl . t2

Energi pada kondisi 2:

ml . cl . t2

Energi panas campuran dalam unit kalorometer → (kondisi 3)

Sebelum dilakukan pencampuran, logam dipanaskan terlebih dulu agar dapat terlihat perbedaan temperaturnya, sedang kalorimeter dan air berada dalam kondisi suhu kamar, dengan persamaan keseimbangan energi dihitung seperti berikut:

Energi panas sebelum dicampur = Energi panas setelah dicampur

( mk .ck + ma . ca ) t1 + ml . cl . t2 = ( mk .ck + ma . ca + ml . cl ) t3 1.6 Untuk menentukan kalor jenis logam (zat padat), cl.

ml . cl ( t2 – t3 ) = ( mk .ck + ma . ca ) ( t3 – t1 )

cl = ( mk .ck + ma . ca ) ( t3 – t1 ) / ml ( t2 – t3 ) 1.7 Untuk menentukan kalor jenis air (zat cair), ca.

ma . ca ( t1 – t3 ) = mk .ck ( t3 – t1 ) + ml . cl ( t3 – t2 )

ca = {mk .ck ( t3 – t1 ) + ml . cl ( t3 – t2 )} / ma ( t1 – t3 ) 1.8

1.8.2 HUKUM TERMODINAMIKA III

Hukum ke-tiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.

Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

Dalam penerapannya hukum termodinamika III (ke-tiga) secara sederhana dapat dikatakan bila temperatur benda mencapai temperatur nol absolut, maka benda tersebut tidak ada pergerakan molekuler sama sekali (entropi nol, benda abadi).

Hukum termodinamika III merupakan keabadian suatu zat, tidak adanya pergerakan molekuler suatu zat bila mencapai kondisi suhu 0⁰K ( 0 K ) atau 0⁰R ( 0 R ).

Gambar 1.7 Temperatur absolut dasar penerapan hukum termodinamika III Hukum termodinamika III ditemukan dengan cara menarik garis – garis dari berbagai proses gas ideal yang terjadi pada proses volume konstan grafik diagram p – T dan pada proses tekanan konstan diagram V – T. Garis-garis proses tersebut di atas ternyata menuju satu titik. Titik tersebut bila diukur menggunakan skala termometer Celsius menunjukan skala – 273 (– 273 ⁰C ) dan bila diukur menggunakan skala termometer Fahrenheit menunjukan skala – 460 (– 460 ⁰F ), titik ini diberi nama titik nol (0) absolut.

Temperatur yang dimulai dari titik yang didapatkan dari garis-garis proses tersebut disebut temperatur absolut. Jadi temperatur absolut adalah temperatur yang diukur dari “Absolute zero of temperature”. Temperatur absulut = [t + 273ºC] [K].

Dalam penerapanya sebagai dasar persamaan keadaan suatu zat/benda (⁰K) temperatur absolut, dan sebagai dasar untuk perhitungan hubungan panas dan kerja pada suatu zat. Misal untuk dasar teori kinitis molekuler dan persamaan keadaan gas ideal untuk satuan massa adalah sebagai berikut:

p.v = R.T

v = V/m, sehingga p.V = m.R.T

Maka temperatur T pada persamaan di atas menggunakan skala derajad absolut ⁰K atau ⁰R [ K, R ]

1.8.3 Hukum Termodinamika Pertama

Hukum ini menjadi dasar prinsip konservasi energi yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, maka hukum termodinamika pertama juga dikatakan sebagai hukum kekekalan energi. Aspek dasar dari konsep energi adalah kelestarian energi, yaitu bahwa energi suatu sistem yang tertutup/diisolasi adalah konstan. Sebagai contoh, apabila ada dua buah benda yang bergerak saling bertabrakan dan kemudian kedua benda tersebut berhenti. Apakah yang terjadi dengan berbagai energinya (misalnya, energi kinetik)?

Ada dua pernyataan, yaitu: Jika suatu sistem mengalami suatu proses yang melibatkan panas dan transfer kerja maka panas netto yang disuplai Q ditambah kerja netto yang dimasukkan sama dengan perubahan energi dalam dari fluida kerja yaitu:

U = U2-U1 = Q + W 1.9

Karena kerja yang dimasukkan mempuyai tanda negatif (-) maka persamaan tersebut dapat ditulis

U = Q + (-W) atau Q = W + U

U1 dan U2 merupakan energi dalam sistem pada kondisi awal dan akhir. Kasus khusus terjadi pada sistem aliran steadi (Steady flow system) yang dikenal dengan Steady Flow Energy Equation (SFEE). Dengan menerapkan prinsip umum suatu siklus termodinamika jika suatu sistem mengalami siklus yang lengkap maka U1 = U2, sehingga persamaan tersebut menjadi

Q - W = 0

Q = Jumlah aljabar panas yang disuplai (+) atau panas yang dilepaskan sistem (-)

W= Jumlah aljabar kerja yang dilakukan oleh lingkungan pada sistem (-) atau oleh sistem pada lingkungan (+)

1.8.4 Hukum Termodinamika Kedua

Hukum termodinamika II berisikan berbagai pernyataan , inti dari pernyataan adalah apakah mungkin dalam suatu mesin yang ideal sejumlah panas seluruhnya diubah menjadi kerja, atau berapa besar prosentase panas yang diubah menjadi kerja dalam suatu mesin ideal. Tetapi pada hukum termodinamika II hanya ada dua pernyataan yang sering digunakan pada persoalan rekayasa, yaitu pernyataan Clausius dan pernyataan Kelvin-Planck.

Pernyataan Kelvin-Planck ini secara aplikasi dapat diperlihatkan pada formula berikut ini. Besarnya efisiensi teoritis dari suatu siklus termodinamika adalah berbanding lurus dengan jumlah kerja bersih dengan panas yang dipindahkan ke dalam sistem atau besarnya harga efisiensi diantara 0 sampai dengan 1.

 

= qm

 w

T R

T

−T

=1 < 1 1.10

Hukum ini menyatakan bahwa tidak ada mesin panas (heat engine) yang paling efisien dari pada suatu mesin panas reversible yang bekerja diantara dua batas temperatur (siklus carnot) sehingga efisiensi termal maksimum yang dicapai sama dengan efisiensi termal siklus carnot. Dengan kata lain jika panas masuk pada suatu mesin panas (Q) dan kerja output mesin panas tersebut (W) akan terbatas pada batas kerja output maksimum (Wmaks).

Kenyataan bahwa pada siklus real akan memiliki efisiensi termal yang jauh lebih rendah dari pada siklus Carnot sebagai akibat dari adanya gesekan mekanis dan hal-hal lain yang bersifat tidak reversible.

1.9 CONTOH – CONTOH SOAL

1. Hitung dan tentukan konversi derajad skala temperatur berikut:

a) Suatu benda memiliki temperatur 300 ⁰C, berapa temperatur derajad ⁰F b) Suatu benda memiliki temperatur 300 ⁰F berapa temperatur derajad ⁰C c) Suatu benda memiliki temperatur 300 K, berapa temperatur derajad ⁰F d) Suatu benda memiliki temperatur 600 R, berapa temperatur derajad ⁰C e) Suatu benda memiliki temperatur 300 K, berapa temperatur derajad R Penyelesaian:

a) tC = 300 ⁰C, tF = ( 180/100 ) tC ) + 32 = ( 9/5) 300 + 32 tF = 572 ⁰F

b) tF = 300 ⁰F, tC = 100/180 ( tF – 32 ) = 5/9 ( 300 – 32 ) tC = 148,89 ⁰C

c) TK = 300 K, tC = TK – 273 = 300 – 273 = 27 ⁰C tF = ( 9/5) 27 + 32 = 80,6 ⁰F d) TR = 600 R, tF = TR – 460 = 600 – 460 = 140 ⁰F

tC = 5/9 ( 140 – 32 ) 60 0C = 60 ⁰C

e) TK = 300 K, tC = TK – 273 = 300 – 273 = 27 ⁰C tF = ( 9/5) 27 + 32 = 80,6 ⁰F TR = 80,6 + 460 = 540,6 R.

2. Suatu percobaan kalorimeter untuk menentukan panas jenis suatu zat padat, diketahui data sebagai berikut: Sebuah kalorimeter terbuat dari tembaga ( ck = 0,093 cal/gr.⁰C ) massa 90 gram diisi air 50 gram temperatur 27 ⁰C, logam campuran massa 42 gram dipanaskan pada temperatur 98 ⁰C, selanjutnya logam campuran dimasukkan dalam air dan temperatur campuran menunjukan 38 ⁰C.

Berapa panas jenis dari logam campuran ?.

Penyelesaian:

Energi panas, Q = m . c . t. 1.5

Energi panas sebelum dicampur = Energi panas setelah dicampur

( mk .ck + ma . ca ) t1 + ml . cl . t2 = ( mk .ck + ma . ca + ml . cl ) t3 1.6 ml . cl ( t2 – t3 ) = ( mk .ck + ma . ca ) ( t3 – t1 )

cl = ( mk .ck + ma . ca ) ( t3 – t1 ) / ml ( t2 – t3 ) 1.7 Kalorimeter, mk = 90 gr, panas jenis, ck = 0,093 cal/gr.⁰C, t1 = 27 ⁰C Air, ma = 50 gr , panas jenis, ca = 1,00 cal/gr.⁰C, t1 = 27 ⁰C Logam camp., ml = 42 gr, panas jenis, cl = ?, t2 = 98 ⁰C Temperatur campuran, t3 = 38 ⁰C

cl = ( 90 . 0,093 + 50 . 1,00 ) ( 38 – 27 ) / 42 ( 98 – 38 ) cl = 0,255 cal/gr.⁰C.

3. Diketahui suatu udara (gas ideal) yang terdapat pada suatu sistem dalam piston dan silinder dengan massa 0,5 kg, tekanan 120 kPa, dan suhu 27 ⁰C, serta konstanta gas 29,77 [kg.m/kg.K]

Ditanya volume gas tersebut.

Penyelesaian:

p = 120 kPA = 120.000 Pa, → 1 Pa = 1 N/m². m = 0,5 kg

t = 27 ⁰C → sesuai dengan hukum termodinamika III harus diubah ke suhu absolut (derajad Kelvine), maka T = 300 K

R = 29,77 [kg.m/kg.K]

Grafitasi bumi, g = 9,81 m/s².

Dengan rumus persamaan keadaan gas ideal, p.V = m.R.T

maka,

V = ^{m R T. .}

p 1.8

= 0, 5(29, 77)(9,81)(300)

120.000 = 0,365 m³

1.10 SOAL – SOAL LATIHAN

1. Hitung dan tentukan konversi derajad skala temperatur berikut:

a. Suatu benda memiliki temperatur 98 ⁰C, berapa temperatur derajad ⁰F b. Suatu benda memiliki temperatur 210 ⁰F berapa temperatur derajad ⁰C c. Suatu benda memiliki temperatur 400 K, berapa temperatur derajad ⁰F d. Suatu benda memiliki temperatur 760 R, berapa temperatur derajad ⁰C e. Suatu benda memiliki temperatur 400 K, berapa temperatur derajad R 2. Suatu percobaan kalorimeter untuk menentukan panas jenis suatu zat padat,

diketahui data sebagai berikut: Sebuah kalorimeter terbuat dari tembaga ( ck = 0,093 cal/gr.⁰C ) massa 46 gram diisi air 90 gram temperatur 29 ⁰C, logam campuran massa 36 gram dipanaskan pada temperatur 98 ⁰C, selanjutnya logam campuran dimasukkan dalam air dan temperatur campuran menunjukan 37 ⁰C.

Berapa panas jenis dari logam campuran tersebut ?.

3. Suatu percobaan kalorimeter untuk menentukan panas jenis suatu zat padat, diketahui data sebagai berikut: Sebuah kalorimeter terbuat dari tembaga ( ck = 0,093 cal/gr.⁰C ) massa 46 gram diisi dengan cairan 90 gram temperatur 29 ⁰C, logam besi campuran massa 36 gram ( cl = 0,10 cal/gr.⁰C ) dipanaskan pada temperatur 98 ⁰C, selanjutnya logam campuran dimasukkan dalam air dan temperatur campuran 36 ⁰C. Berapa panas jenis dari cairan tersebut ?.

4. Diketahui suatu udara (gas ideal) yang terdapat pada suatu sistem dalam piston dan silinder dengan volume 0,3 m³, massa 0,5 kg, , dan suhu 27 ⁰C, serta konstanta gas 29,77 [kg.m/kg.K]

Ditanya tekanan gas tersebut [ kPa ] ?.