Upload
ade-alfionita
View
230
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
1/47
TERMODINAMIKA
Silvia Nike Saputri
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
2/47
Termodinamika berasal dari bahasa Yunani
berasal dari dua kata yaitu :
thermos(panas) dan dynamic(perubahan)
Jadi termodinamika adalah ilmu mengenai
fenomena fenomena tentang energi yang
berubah-rubah karena pengaliran panas dan
usaha yang dilakukan.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
3/47
TEMPERATUR
Suhu atau temperatur benda
adalah besaran yang menyatakan
derajat panas suatu benda.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
4/47
Energi termal
Energi total benda yaitu jumlah energi kinetik
dan energi potensial molekuler benda
Kesetimbangan thermalYaitu situasi yang mana dua benda yang dalam keadaan
kontak thermal menukarkan energi termal dalam
jumlah yang sama. Waktu yang diperlukan untuk
mencapai kesetimbangan thermal tergantung sifatbenda tersebut. Pada saat kesetimbangan thermal ke
dua benda mempunyai temperatur yang sama.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
5/47
Hukum ke Nol ThermodinamikaKeseimbangan Thermal, Basis
Thermometer Dua substansi dengan dua
sistem berbeda mencapai titik
keseimbangan bila kedua sistem tersebut
dihubungkan dengan sistem yang lain (
R.H.Flower) atau Termometer kontak
dengan ruang A (27oC), kemudian denganruang B (210C) yang terisolasi dari A, kedua
ruang mencapai kesetimbangan pada suhu
24o
C bila dibuat interkoneksi
HUKUM-HUKUM TERMODINAMIKA
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
6/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
7/47
Hukum pertama Thermodinamika (Azas
Kekekalan Energi)
Perubahan dari keadaan pertama kekeadaan kedua diperlukan panas, akibat
panas kerja. Jika panas diberikan pada
suatu sistem yang melakukan kerjamekanik--> energi dalam = fungsi dari
keadaan sistem,mis. Tek., vol., suhu (Joule
Thomson)
Di bidang medis : Keadaan pertama sakit,
keadaan kedua sembuh, panas yang
diberikan = obat/vitamin/energi
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
8/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
9/47
Hukum Kedua Thermodinamika
Efisiensi suatu mesin, kerja efektif
70%, panas terbuang 30% (Carnot)
Input tidak sama dengan output, input
100%, output tidak mungkin 100%
tidak mungkin semua energi panas
energi mekanik
Di bidang medis : kita makan / minum,normal 70% diserap dan diolah tubuh,
30 % keluar berupa kotoran
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
10/47
Hukum Ketiga Thermodinamika
Suatu benda yang suhunya diturunkan
secara bertahap sampai temperatur absolut,gerakan molekulnya berangsur melemah
sampai berhenti (Nernzt). Suhu nol absolut
tak mungkin tercapai Semua panas jenisakan mendekati nol bila temperatur
absolutnya mendekati nol
Medis: penyimpanan : organ tubuh, donordarah, sperma; kuman gerakannya terhenti,
bila suhu dinaikkankuman aktif kembali
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
11/47
Perubahan energi dalam tubuh untuk :
pertumbuhan & perkembangan,
pembentukan panas, kerja otot,
perbaikan jaringan rusak,
mempertahankan fungsi fisiologis, dan
sumber energi dari metabolisme tubuh
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
12/47
Termometer
Adalah alat ukur berskala yang dapat di gunakan
untuk menunjukan suhu
Cara menggunakan termometer adalah dengan
memasang termometer tersebut kontak dengan
benda lain sampai benda dan termometer
tersebut terjadi kesetimbangan termal.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
13/47
Perbandingan Skala
100
373 100 212 80
273 0 - 32 0
100 180 80
Titik Didih
Titik Beku
Skala
C = 5/4 R
C = 5/9 F - 32
R = 4/5 C
F = 9/5 C + 32
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
14/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
15/47
Tipe-Tipe Termometer
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
16/47
Termometer air raksa/alkohol
Sifat termometrik:
Perubahan volume (yaitu perubahan panjang dari
merkuri atau etanol)
Alasan pemilihan raksa atau alkohol sebagai
isi termometer adalah sebagai berikut:
1.Mudah dilihat karena raksa terlihatmengkilap sedangkan alkohol dapat diberi
warna merah.
2.Daerah ukurannya sangat luas (raksa : 390C s/d 3570C dan alkohol: -1150C 780C).
3.Keduanya merupakan panghantar kalor
yang baik.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
17/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
18/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
19/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
20/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
21/47
Berdasarkan penggunaanya, antara lain:
Termometer Laboratorium
Termometer yang biasanya digunakan untukeksperimen di laboratorium.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
22/47
Termometer suhu badan / klinis
Termometer khusus untuk mengukur suhu badan
manusia. Termometer ini biasanya digunakandalam bidang medis dan mempunyai batas skala
34-42 0C.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
23/47
Perubahan ukuran benda(panjang, luas, volume)dikarenakan panas/kalor
Pemuaian zat padat :
1.Pemuaian panjang
2.Pemuaian Luas
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
24/47
LO
Lt
LO= Panjang mula-mula (m)
t0= suhu mula-mula (0C)
Lt= Panjang setelah diberi kalor (m)
t = suhu setelah diberi kalor (0C)
DL =Pertambahan panjang = LtLO
Dt = perubahan suhu = t t0
Lt= L0( 1+ a.Dt)
a= koefisien muai panjang
Batang logamdipanaskanuntuk beberapasaat sehingga
tampakperubahan
panjang batang
Hubungan angtara panjang mula-mula dengan panjang setelah
diberi kalor di rumuskan :
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
25/47
Contoh:
Sebatang baja berpenampang kecil
yang panjangnya 20 meter bersuhu20OC. Baja mengalami pemanasan
sampai suhu 40OC. Berapakah
perbedaan thd pjng awal?.
baja= 12. 10-6/OC
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
26/47
AO
At
AO= Luas mula-mula ( pada suhu t0)
At= Luas setelah diberi kalor ( pada suhu t)
A =Perubahan luas = AtAOt =Perubahan suhu = tt0b= 2 a
At= A0( 1+ b. t)b= koefisien muai luas
Bagaimana
caranya agarbola besi dapatmasuk ke dalamcincin logam ?
Cincin logamdipanaskan
untuk beberapasaat sehingga
tampakperubahan luasdari cincin
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
27/47
Contoh :
Sebuah plat baja berbentukpersegi
dengan sisi 30 cm bersuhu 20OC. Bila PlatBaja dipanaskan sampai 130 OC,tentukan
luas baja sekarang?.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
28/47
VO= Volume mula-mula (t0)
Vt= Volume setelah diberi kalor (t)
V = VtVO
t = tt0g= 3 a
Vt= V0( 1+ g. t)g= koefisien muai volume
Panci logam diisipenuh denganair kemudian
diberi kalordengan caradipanaskan. Apa
yang terjadikemudian ?
Panasi untukbeberapa menit.
Sampai tampakair meluapkeluar.
Untuk menghitung berapa besarperubahan volume air setelah
dipanasi, dapat digunakan gelasukur dimana tutupnya diberi pipa
kecil. Air yang keluar dari pipa dapatditampung dan merupakan
pertambahan volume (V) setelahdipanasi.Maka muai volume dapat
dirumuskan :
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
29/47
Contoh:
Air sebanyak 2 liter bersuhu 20OC
dipanaskan dalam panci hingga suhunya
50OC. Berapa volume air setelah
dipanaskan?(=210.10-6/OC)
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
30/47
PEMUAIAN GAS
Formula: Contoh:
Gas sebanyak 2 liter
bersuhu 27OC. Berapavolume gas setelah
dipanaskan hingga
suhunya 77OC?
2
2
1
1
T
V
T
V
T = suhu (Kelvin)
KALOR
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
31/47
KALOR
KapasitasKalor
Kalorimeter
PerubahanWujud
Perpindahan
Kalor
Alat yang digunakan untuk pengukuran kalor
Kalor Lebur: banyaknya kalor yang
diperlukan tiap satuan massa zat itu
untuk melebur pada titik leburnya.
Kalor uap/didih: banyaknya kalor yang
diperlukan tiap satuan massa zat ituuntuk menguap pada titik didihnya
Konduksi
Radiasi
Konveksi
Banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepas
tiap satu satuan massa, untuk menaikkan atau
menurunkan suhu sebesar 10
C atau 1 K
Kalor
JenisKemampuan suatu benda dalam menerima
atau melepas kalor untuk menaikkan atau
menurunkan suhu sebesar 10C atau 1 K
Salah satu dari bentuk energi
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
32/47
Kalor JenisQ
c =m . t
Q = Kalor yang diserap atau di lepas ( J ataukal )m = Massa zat ( kg atau gram )t = Perubahan suhu ( K atau 0C )
c = Kalor jenis zat ( J.kg-1
.K-1
atau kal.g-1
.0
C-1
)
Qserap= Qlepas
m1. c1. t = m2. c2. t
Q = m . c . t
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
33/47
Contoh :
Seratus gram air dengan suhu 30OC dicampur
dengan 50 gram air bersuhu 80OC, tentukan suhucampurannya! (kalor jenis air=1 kal/gr.OC)
Air dingin
t1= 30OC ;m1= 100 gr
Air panas
t2= 80OC ;m2= 50 gr
t
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
34/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
35/47
PENGATURAN SUHU TUBUH dan
PERPINDAHAN KALOR
Silvia Nike Saputri
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
36/47
Suhu tubuh adalah keadaan
seimbang antara produksipanas tubuh dan kehilangan
panas dari tubuh, diukurdengan derajat.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
37/47
Asal Panas Pada Tubuh Manusia
Tubuh manusia merupakan organ yang mampu menghasilkan panas secara
mandiri dan tidak tergantung pada suhu lingkungan.
mahluk berdarahpanas
Suhu tubuh dihasilkan dari :
1. Laju metabolisme basal (basal metabolisme rate, BMR)
2. Laju cadangan metabolisme yang disebabkan aktivitas otot (termasuk
kontraksi otot akibat menggigil).
3. Metabolisme tambahan akibat pengaruh hormon tiroksin dan sebagian
kecil hormon lain, misalnya hormon pertumbuhan (growth hormonedan
testosteron).5. Metabolisme tambahan akibat peningkatan aktivitas kimiawi di dalam
sel itu sendiri terutama bila temperatur menurun.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
38/47
Sistem Pengaturan Suhu Tubuh
Lokasi pengukuran temperatur tubuh : ketiak (aksila),sub lingual (dibawah lidah) atau rektal (dubur)
Temperatur dubur lebih tinggi 0,30,5oC daripadatemperatur aksila
Suhu rektal agak konstan bila dibandingkan dengansuhu-suhu di daerah lain
Temperatur rata-rata kulit : 0,07 Tkepala+ 0,14 Tlengan+
0,05 Ttangan+ + 0,07 Tkaki+ 0,13 Tbetis+ 0,09 Tpaha+ 0,35Tbatangtubuh
Temperatur tubuh rata-rata : Mean Body Temperatur
= (0,69 x temp rektal) + (0,33 x temp kulit rata-rata)
T fi T t B d d K lit
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
39/47
Topografi Temperatur Badan dan Kulit
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
40/47
Tabel Perbedaan derajat suhu normal pada berbagai kelompok
usia
Usia Suhu (oC)
3 bulan 37,5
6 bulan 37,7
1 tahun 37,7
3 tahun 37,2
5 tahun 37,0
7 tahun 36,8
9 tahun 36,7
11 tahun 36,7
13 tahun 36,6
Dewasa 36,4
> 70 tahun 36,0
Hipotermi, bila suhu tubuh kurangdari 36C
Normal, bila suhu tubuh berkisar
antara 36 - 37,5C
Febris / pireksia, bila suhu tubuhantara 37,5 - 40C
Hipertermi, bila suhu tubuh lebih dari40C
(Tamsuri Anas, 2007)
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
41/47
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
42/47
1. Konduksi
Konduksi merupakan
perpindahan panas akibataktivitasnya sendiri di dalam
molekul
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
43/47
2.KonveksiKonveksi yaitu perpindahan
energi kalor dari satu bagian
ke bagian lain disertaiperpindahan partikel-partikel
medium dr bagian suhu tinggike suhu rendah
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
44/47
3.RadiasiRadiasi yaitu perpindahan
energi kalor karena pancarankalor
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
45/47
Ilustrasi yang menggambarkan upaya
masyarakat memadamkan api saat terjadikebakaran. Ada tiga cara untukmemadamkan api. Ketiga cara tersebut adakesamaan dengan peristiwa hantaran kaloryaitu Konduksi, Konveksidan Radiasi. MakaNo. 1. adalah peristiwa..
No. 2. adalah peristiwa..No. 3. adalah peristiwa..
Radiasi
Konduksi
KonveksiPada saat memasak air dannampak air mendidih. Andacermati gambar maka Peristiwa Konduksi terjadi Peristiwa Konveksi terjadi Peristiwa Radiasi terjadi
Konveksi
Konduksi
Radiasi
saat tangan memegang gagang terasa panas
Pada air yang mendidih
Dari panas yang dipancarkan api
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
46/47
Evaporasi adalah peralihan panas dari bentuk cairan
menjadi uap. Manusia keilangan sekitar 9.103 kalori/grammelalui penguapan paru-paru.
Dengan aktivitas berat atau lingkungan panas, seseorang
akan minum 4 liter/jam, ini merupakan suatu proses
pertukaran energi termal.Kehilangan panas secara evaporasi dapat terjadi apabila :
a. Perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit
dengan udara lingkungan
b. Temperatur lingkungan rendah dari normal sehingga
evaporasi dari keringat dapat terjadi dan dapat
menghilangkan panas dari tubuh.
7/22/2019 TERMODINAMIKA kelas 2a
47/47
Mekanisme Kehilangan Panas Melalui Kulit
Energi panas mula-mula akan penetrasikedalam jaringan kulit dalam bentuk berkascahaya (dalam bentuk radiasi atau konduksi)kemudian akan menghilang didalam jaringan
yang lebih dalam berupa panas, panastersebut kemudian diangkut ke jaringan laindengan cara konveksi yaitu diangkut kejaringan seluruh tubuh melalui cairan tubuh,
dan energi panas akan dikeluarkan melaluievaporasi (keringat)