Kelompok 2 terdiri dari 5 anggota yang mempelajari termodinamika, termasuk hukum-hukum dan proses-prosesnya seperti siklus Otto, Rankine, dan Carnot. Dokumen ini juga menjelaskan konsep kalor, usaha, dan energi dalam termodinamika beserta rumus-rumusnya.

1. Kelompok 2
Nama:
1. Bhayangkara S.P.
2. Ferry .A
3. M. Iqbal .S
4. M. Ridwan
5. Pradhana .S

4. Apa itu Termodinamika?
Cabang fisika yang berkaitan dengan hukum-hukum
pergerakan panas,dan perubahan dari panas
menjadi bentuk-bentuk energi yang lain

5. Pengertian Usaha, Kalor, dan Energi Formulasi Usaha, Kalor dan Energi Dalam
Proses-proses Termodinamika Gas Hukum I Termodinamika
Siklus Carnot
Siklus OttoHukum II Termodinamika
Video

6. Pengertian :
 Kalor : perpindahan energi yang
disebabkan oleh perbedaan suhu.
 Usaha : perubahan energi melalui cara-
cara mekanis yang tidak disebabkan oleh
perubahan suhu.
 Energi : besaran skalar yang berkaitan
dengan kondisi objek.

7. Pengertian Energi Dalam
Jumlah seluruh energi kinetik molekul
sistem, ditambah jumlah energi potensial, timbul
akibat adanya interaksi antara molekul sistem.
Kerja yang dilakukan oleh sistem (sistem
melepaskan energi). Secara matematis :

8. Formulasi Usaha
 Proses Isobarik adalah proses yang terjadi pada tekanan tetap.
 Rumus umum Usaha Gas:
 Usaha dalam proses siklus :
Usaha yang dilakukan oleh atau pada sistem gas yang menjalani suatu
proses siklus sama dengan luas daerah yang dimuat oleh siklus
tersebut.

9. Formulasi Kalor
 Kalor yang diserap (atau diberikan) oleh sistem gas
dapat dihitung dari rumus kalor, yaitu
atau
 Dengan :
 c : kalor jenis gas
 C : kapasitas kalor gas

10. Formulasi Energi Dalam
 Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan
sebagai :
 Untuk gas monoatomik:
 Untuk gas diatomik:
 Dimana :
1. ∆U : perubahan energi dalam gas
2. n : jumlah mol gas
3. R : konstanta umum gas (R = 8,31 J mol−1 K−1)
4. ∆T : perubahan suhu gas (K)

11. Hukum termodinamika dibagi 2 yaitu :
1. Hukum I : prinsip kekekalan energi yang
memasukkan kalor sebagai mode
perpindahan energi.
2. Hukum II : bahwa aliran kalor memiliki
arah, dengan kata lain, tidak semua proses
di alam adalah reversibel (dapat dibalikkan
arahnya)

12. Proses-proses Termodinamika
Gas
Proses Isobarik
Proses perubahan gas pd P tetap.
Usaha yg dilakukan :

13. Proses Isokhorik
Proses perubahan gas pd
V tetap.

14. Proses Isotermal
Proses perubahan
keadaan gas pd T tetap.
atau

16. Total panas yang ditambahkan pada suatu sistem sama
dengan perubahan energi internal sistem ditambah
usaha yang dilakukan oleh sistem tersebut".
Perhatikan Gambar.
lingkungan
sistem
+Q -Q
+W-W
Hukum I Termodinamika Gas

17. Secara matematis hukum I
Termodinamika, dirumuskan :
U = U2-U1= Q – W
+Q = sistem menerima kalor
-Q = sistem mengeluarkan kalor
+W = sistem melakukan usaha
-W = sistem dikenai usaha

18.  Secara matematis. hukum termodinamika I pada sistem
tertutup, dinyatakan sebagai:
dU = dq + dw
U = q + w
 Dengan kata lain, perubahan energi dalam sistem (U)
setara dengan panas yang diberikan pada sistem (q) dan
kerja yang dilakukan terhadap sistem (w)
 Jika hanya diberikan panas, berlaku:
U = q
 Jika hanya dilakukan kerja berlaku:
U = w

19. Kapasitas Kalor Gas
banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan
suhu sebesar 1 kelvin. Secara matematis dapat dinyatakan
dengan persamaan berikut
Q = C x∆T
Q : kalor yang diserap (J)
C : kapasitas kalor (J/K)
∆T : perubahan suhu (K)
a. isokhorik, Δ W = 0
b. isotermal, Δ U = 0
c. adiabatik, Q = 0
Aplikasi : Mesin-mesin pembangkit energi dan pengguna
energi.Semuanya hanya mentransfer dengan berbagai cara.

20. Hukum II Termodinamika
“kalor mengalir secara alami dari benda yang panas ke
benda yang dingin,kalor tidak akan mengalir secara
spontan dari benda dingin ke benda panas”.

21. MESIN KALOR
 Alat yang berfungsi mengubah energi
panas menjadi energi mekanik.
Mesin kalor kalor menyerap energi Q1 dari benda
bersuhu tinggi, sebab benda yang bersuhu rendah
akan secara spontan menyerap energi tersebut.
Benda bersuhu rendah dinyatakan mempunyai
energi sebesar Q2.
Efisiensi mesin kalor :

23. W = Q1 – Q2

24. Siklus Otto
 Siklus Otto adalah siklus
thermodinamika yang paling
banyak digunakan dalam
kehidupan manusia. Mobil dan
sepeda motor berbahan bakar
bensin (Petrol Fuel) adalah
contoh penerapan dari sebuah
siklus Otto.
Secara
thermodinamika, siklus ini
memiliki 4 buah proses
thermodinamika yang terdiri
dari 2 buah proses isokhorik
(volume tetap) dan 2 buah
proses adiabatis (kalor tetap).
Untuk lebih jelasnya dapat
dilihat diagram tekanan (p) vs
temperatur (V)

25. Siklus Diesel
 Siklus Rankine adalah siklus
termodinamika yang mengubah panas
menjadi kerja. Panas disuplai secara
eksternal pada aliran tertutup, yang
biasanya menggunakan air sebagai
fluida yang bergerak. Siklus ini
menghasilkan 80% dari seluruh energi
listrik yang dihasilkan di seluruh
dunia. Siklus ini dinamai untuk
mengenang ilmuan Skotlandia, William
John Maqcuorn Rankine.
Siklus Rankine adalah model operasi
mesin uap panas yang secara umum
ditemukan di pembangkit listrik.
Sumber panas yang utama untuk
siklus Rankine adalah batu bara, gas
alam, minyak bumi, nuklir, dan panas
matahari.

26. Mesin Pendingin
 Pada mesin pendingin
terjadi aliran kalor dari
reservoir bersuhu rendah
ke reservoir bersuhu
tinggi dengan melakukan
usaha pada sistem.
 Cp :

27. Soal
1. Energi dalam 4 mol gas pada suhu 500 K adalah
41.570 joule dan konstanta gas 8.314 joule/kmol.
K, maka banyaknya derajat kebebasan dari gas
tersebut adalah?
Pembahasan :

28. Dik :U = 41570 joule
R = 8314 j/mol.k
T = 500 K
n = 4 mol
Dit : K=?
Jawab : k/2 nRT
41570: k/2 · 4 · 8.314 · 500
k : 5

29. 2. Tekanan ban sebuah mobil pada awal perjalanan
adalah 270 kPa. Setelah menempuh perjalanan
selama 3 jam, tekanan ban menjadi 300 kPa.
Berapakah Perubahan tenaga dakhil udara dalam
ban jika udara dianggap gas sempurna? (cv= 20,88
J/mol dan volume ban dianggap tetap, 57 dm3)
Pembahasan :

30. Dik : P1 = 270 kPa
P2 = 300 kPa
t = 3 jam
V = 57 dm 3 = 57 liter
Dit : U . . .?
Jawab : U1= 3/2 PV
= 3/2 . 270 . 57
= 405 . 57
= 23085 J
U2= 3/2 PV
= 3/2 . 300 . 57
= 450 . 57
= 25650 J
∆U = U2-U1
25650-23085 J = 2565 J

31. 3. Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk
menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap
kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha
yang dihasilkan adalah….
Pembahasan :

32. η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 %
Kurangi 100%
η = ( 1 − 400/600) = 1/3
η = ( W / Q1 )
1/3 = W/600
W = 200 J

33. 4. Sebuah mesin panas yang efisiensinya 20% memiliki
daya keluaran 5kW. Mesin ini membuang kalor
sebesar 8.000 J/siklus. Energi yang diserap per siklus
oleh mesin dan interval waktu per siklusnya adalah
Pembahasan :

34. 20% = η = 0,2
P = 5000 w
Q2 = 8000 J
Q1 = Q2+w
Q1 = Q2+ η·Q1
Q1(1- η) = Q2
Q1(1-0,2) = Q2
Q1(0,8) = 8000J
Q1 = 10000J
= 10 kJ
η = w/Q1
η = P · t/Q1
Q1 · η = P · t
Q1 · 0,2 = 5000 · t
0,2 · 10.000 = 5000 · t
0,4 = t

35. 5. Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu
400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir
panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya…..%
Pembahasan :

36. Data pertama:
η = 40% = 4 / 10
Tt = 400 K
hilangkan 100%
η = 1 − (Tr/Tt)
4 / 10 = 1 − (Tr/400)
(Tr/400) = 6 / 10
Tr = 240 K
Data kedua :
Tt = 640 K
Tr = 240 K (dari hasil perhitungan pertama)
η = ( 1 − Tr/Tt) x 100%
η = ( 1 − 240/640) x 100%
η = ( 5 / 8 ) x 100% = 62,5%

37. 6. Tekanan dalam suatu tanki ditunjukan oleh suatu
pengukuran dari 300 psig. Tentukan tekanan absolut
bila barometer menunjukan 76 cmHg (14,7)
Penyelesaian

38. Dik : Pgauge=300 psig
PAtm=14,7 psig
Dit : Pabsolute= . . .?
Jawab :
Pabsolute=Patm+Pgauge
=(14,7+300)
=314,7 psig