Perumusan Lengkap Termodinamika

Perumusan Lengkap Termodinamika1. Tekanan (p), Volume (V) , suhu (T)Dari kedelapan koordinat sistem hidrostatik murni, yakni p, V, T, S, U, H, F, dan G, nyata bahwa besaran p, V, dan T dapat ditentukan dengan pengukuran langsung (dengan menggunakan manometer, piknometer, dan termometer)Besaran Yang Ditentukan Dengan Eksperimen2. Koefisien muai isobarik () dan kompresibilitas isotermik (k)

3. Kapasitas kalor isobarik Cp dan Besaran Yang Ditentukan Dengan Eksperimen

Dari keempat potensial Termodinamika, yaitu:UH = U + p VF = U T SG = H T SDiferensial totalnya adalah:dU = T dS p dVdH = dU + p dVdF = -S dT p dVdG = -S dT + V dpHubungan MaxwellDari dU diperoleh : (M1)

Dari dH diperoleh : (M2)

Dari dF diperoleh : (M3)

Dari dG diperoleh : (M4)

Hubungan Maxwell

PertamaS = S (T, V)Untuk proses infinitesimal

Ingat

Dan dari M3

Menghasilkan Ketiga Rumus T dS

Contoh : 1 mol gas Van der Walls dikompresi secara isotermik, hingga volumenya tinggal separuh mula-mula. Hitung kalor yang terlibat dalam proses ini.

Untuk proses isotermik : dT = 0

Ketiga Rumus T dS

Untuk gas Van der Walls:

makaKetiga Rumus T dS

Memiliki nilai negatif, berarti sistem mengeluarkan kalor.Ketiga Rumus T dS

KeduaS = S (T,p)

Ingat : dan M4

Maka :

Ketiga Rumus T dS

Contoh:Sejumlah raksa bersuhu 273 K. Tekanan luarnya dipersebsar dari 0 atm menjadi 1000 atm secara isotermik (reversibel). Jika V = 15 mL, = 178 x 10-6 /K, dan k = 3,88 x 10-6 /atm, tentukanlah jumlah kalor yang terlibat dalam proses ini, dan tentukan juga usaha yang dilakukan.Ketiga Rumus T dSJawab:Karena isotermik reversibel, maka T dS = dQ

dengan menganggap bahwa volume raksa hanya sedikit sekali berubah makaQTo ~ -To V (pakh pawal)

Ketiga Rumus T dS

QTo ~ -To V (pakh pawal)

QTo = - (273 K) (15 x 10-6 m3) (1000 atm) (1,01 x 105 Pa/atm) (178 x 10-6 K-1)QTo = - 73,7 J

Karena bernilai negatif maka kalor ini keluar sistem.Kalor ini keluar karena benda yang ditekan, menerima energi mekanis, hingga menjadi panas. Tetapi karena proses berlangsung isotermik, kalor ini harus keluar.

Ketiga Rumus T dSWTo = - p dVPersamaan di atas berlaku jika persamaan keadaan sistem diketahui. Karena tidak diketahui, maka persamaan tersebut diubah menjadi:

Ketiga Rumus T dS

WTo = + V k (p2akh p2awal)

WTo = + (15 x 10-6 m3) (3,88 x 10-6 /atm) (1000 atm)2 (1,01 x 105 Pa/atm)WTo =2,94 J

Artinya: Dalam percobaan ini, kita memasukkan 2,94 J ke dalam sistem, kemudian sistem mengeluarkan sebesar 73,7 J, maka menurut Hk I Termodinamika, energi dalam sistem telah berkurang sebanyak (73,7 2,94) J = 70,76 JKetiga Rumus T dSKetigaS = S (V, p)

maka :

Ketiga Rumus T dS

Contoh:Sejumlah raksa bersuhu 300 K. Tekanannya diperbesar dari 0 atm menjadi 500 atm secara isokhorik. Jika V = 15 mL, = 178 x 10-6 /K, dan k = 3,88 x 10-6 /atm, tentukanlah jumlah kalor yang terlibat dalam proses ini, Kemudian pada tekanan 500 atm, volumenya diperbesar menjadi 30 ml secara isobarik, tentukanlah jumlah kalor yang terlibat dalam proses ini.

Cp raksa = 0,140 J/g.K raksa = 0,1666Ketiga Rumus T dS