Termodinamika 1 panas kerja dan energi Termodinamika 1

Termodinamika 1 panas, kerja dan energi Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM

Hubungan antara KERJA, PANAS, dan ENERGI • Jika gaya F beraksi pada sebuah balok yang bergeser diatas permukaan tanpa gesekan, maka Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 2

Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 3

sebagaimana obyek jatuh dalam medan gravitasinya, Consider an object falling in a gravitational field Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 4

Gravitasi memiliki potensial untuk melakukan kerja dan kuantitasnya mgh adalah sesuatu yang disebut sebagai Energi Potensial. Kerja yang dihasilkan oleh resultan gravitasi dalam jatuhnya obyek dalam energi potensial adalah seperti contoh sebelumnya. Massa PE dikonversikan ke KE melalui kerja yang diakibatkan oleh gravitasi. Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 5

Transfer Energi oleh Kerja Umumnya, kerja yang terjadi dievaluasi menggunakan persamaan kerja adalah energi yang dipindahkan rerata, dimana tidak peduli apakah ditransfer atau disimpan dalam sistem. Harga W 1 2 tergantung rincian interaksi yang diambil antara sistem dan sekelilingkungannya selama proses seperti F(s), dan tidak hanya keadaan awal dan akhir saja. Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 6

Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 7

Kerja Kompresi & Ekspansi Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 8

Kerja Kompresi dan Ekspansi Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 9

Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 10

Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 11

Konservasi Energi untuk Sistem Tertutup • Sistem tertutup dapat berinteraksi dengan sekelilingnya melalui kerja sebagai termal. • Energi dapat ditransfer antara sistem dan sekelilingnya melalui interaksi termal (kalor) • Proses yang menggunakan interaksi kerja tetapi tak mengakibatkan interaksi termal /kalor disebut proses adiabatik. • Proses yang mengakibatkan interaksi termal disebut proses non-adiabatik. • Hal ini ditunjukkan secara eksperimental bahwa jika sistem bekerja dalam sistem tertutup secara proses adiabatik tergantung apa yang terjadi di keadaan akhir, bukan dalam prosesnya. • E 2 – E 1 = -Wad Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 12

• Tanda yang disetujui untuk transfer energi oleh kerja adalah; 1. Kerja diberikan oleh sistem adalah positif, 2. Kerja diberikan pada sistem adalah negatif, • Untuk kuasi-setimbang adiabatik, proses kompresi atau ekspansi gas dengan nilai eksponen politropik n adalah tetap (n = 1. 4 untuk udara) dan luas dibawah kurva tergantung hanya pada keadaan akhir. Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 13

Untuk kuasi-setimbang adiabatik, proses kompresi atau ekspansi gas dengan nilai eksponen politropik n adalah tetap (n = 1. 4 untuk udara) dan luas dibawah kurva tergantung hanya pada keadaan akhir. sebagaimana proses adiabatik dan proses takadiabatik antara dua keadaan akhir di titik 1 dan 2. Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 14

• oleh karena luas dibawah kurva berbeda, maka kerja yang terjadi juga berbeda. sehingga Wad Wnonad • akhir proses keduanya pada sistem yang sama, maka perubahan energinya juga sama dalam setiap proses, sehingga (E 2 – E 1)ad = (E 2 – E 1)nonad = E 2 – E 1 • Kita ketahui perubahan proses adiabatik adalah E 2 – E 1 = -Wad • Tetapi selama Wad Wnonad kita dapat simpulkan E 2 – E 1 -Wnonad • Karena energi harus dikonservasi maka energi bersih yang ditransfer ke sistem dalam kedua proses harus sama. Ini mengikuti interaksi kalor dalam proses non-adiabatik harus menghasilkan transfer energi. Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 15

Sejumlah energi yang ditransfer kedalam sistem tertutup oleh kalor adalah Q E 2 – E 1 = -Wnonad + Q Keadaan Hukum Termodinamika Pertama E 2 – E 1 = Q - W Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 16

Transfer Energi oleh Kalor • • • Kuantitas Q dalam hukum pertama diperhitungkan setiap energi yang dipindahkan ke dalam sistem tertutup selama proses tanpa dipengaruhi kerja. Sebagaimana transfer energi Q yang dimasukkan hanya sebagai hasil perbedaan temperatur antara sistem dan sekitarnya dan terjadi dalam arah penurunan temperatur seperti perpindahan kalor ; konduksi, konveksi, radiasi. Tanda yang disepakati untuk perpindahan kalor oleh panas; 1. Perpindahan kalor menuju sistem adalah positif 2. Perpindahan kalor dari sistem adalah negatif Termodinamika 1 Kuliah 2 -1 Teknik Mesin UMM 17