HUKUM KE - I TERMODINAMIKA

 

HUKUM KE - I TERMODINAMIKA

Kata Termodinamika merupakan asal kata dari thermos (panas) dan dynamic yang artinya gerak atau perubahan. Berati termodinamikamerupakan salah satu cabang dari ilmu fisika yang mempelajari panas dan temperatur, serta hubungan antara keduanya pada energi dan gerak. Inti pembahasan termodinamika adalah bagaimana energi dalam bentuk panas dapat mengalir dari satu benda ke benda lain, proses dari aliran energi tersebut, dan akibat yang dihasikan oleh perpindahan energi tersebut.

Bunyi Hukum Ke-I Termodinamika :

“Untuk setiap proses apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi dalam ΔU = Q – W”.

Secara matematis hukum I termodinamika dapat dirumuskan sebagai berikut:

 

Keterangan :
ΔU = perubahan energi dalam (joule)
Q = kalor (joule)
W = usaha (joule)

Hukum pertama termodinamika berhubungan erat dengan konsep kekekalan energi. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan energi juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat berubah bentuk menjadi bentuk energi lainnya.

Ketentuan-ketentuan yang berlaku pada hukum ke-I Termodinamika :
Q(+) → sistem menerima kalor
OR → sistem melepas kalor
W(+) → sistem melakukan usaha
W(-) → sistem dikenai usaha
∆U(+) → terjadi penambahan energi dalam
∆U(-) → terjadi penurunan energi dalam

 

 

Untuk perubahan yang sangat kecil biasanya persamaan hukum pertama termodinamika dinyatakan dalam bentuk differensial yaitu :

dU adalah diferensial fungsi energi dalam, tetapi dQ dan dW  bukan diferensial fungsi apapun. dQ menyatakan sejumlah kecil panas yang ditambahkan ke sistem atau diambil dari sistem,  dan dW adalah sejumlah kecil usaha yang dilakukan oleh sistem atau yang diberikan ke sistem.

Dari hasil pengujian didapat kesetaraan antara energi mekanik dengan energi kalor adalah

1 Joule = 0,24 calori

atau 1 calori = 4,18 Joule

1 kalori adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 derajat Celsius. sedangkan 1 kilo kalori adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 kilogram air sebesar 1 derajat Celsius.

1 Joule adalah banyaknya energi yang dibutuhkan untuk memindahkan beban seberat 1 Newton sejauh 1 meter.

Dalam satuan British kalor dinyatakan dalam satuan btu (british termal unit). 1 btu adalah besarnya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 lbm (pond) air sebesar 1 derajat Fahrenheit.

Proses-proses Termodinamika

Isobaris → tekanan tetap
Isotermis → suhu tetap → ΔU = 0
Isokhoris → volume tetap (atau isovolumis atau isometric) → W = 0
Adiabatis → tidak terjadi pertukaran kalor → Q = 0
Siklus → daur → ΔU = 0

Persamaan Keadaan Gas

Hukum Gay-Lussac
Tekanan tetap → V/T = Konstan → V₁/T₁ = V₂/T₂

Hukum Charles
Volume tetap → P/T = Konstan → P₁/T₁ = P₂/T₂

Hukum Boyle
Suhu tetap → PV = Konstan → P₁ x V₁ = P₂ x V₂

P, V, T Berubah (non adiabatis)
(P₁ x V₁) / (T₁) = (P₂ x V₂) / (T₂)

Adiabatis
T₁ x V₁ γ= P₂ x V₂γ
T₁ x V₁ γ − 1= T₂ x V₂γ − 1
γ = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap → γ = Cp/Cv

Usaha
W = P(ΔV) → Isobaris
W = 0 → Isokhoris
W = nRT ln (V₂ / V1) → Isotermis
W = − 3/2 nRΔT → Adiabatis ( gas monoatomik)

Keterangan :
T = suhu (Kelvin, jangan Celcius)
P = tekanan (Pa = N/m²)
V = volume (m³)
n = jumlah mol
1 liter = 10⁻³m³
1 atm = 10⁵ Pa ( atau ikuti soal!)
Jika tidak diketahui di soal ambil nilai ln 2 = 0,693

Mesin Carnot
η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 %
η = ( W / Q1 ) x 100%
W = Q₁ − Q₂

Keterangan :
η = efisiensi mesin Carnot (%)
Tr = suhu reservoir rendah (Kelvin)
Tt = suhu reservoir tinggi (Kelvin)
W = usaha (joule)
Q₁ = kalor masuk / diserap reservoir tinggi (joule)
Q₂ = kalor keluar / dibuang reservoir rendah (joule)

Contoh Soal

Jika suatu gas mempunyai volume awal 3,0 m³ dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 7,0 m³. Bila tekanan gas yaitu 3 atm, tentukan usaha luar gas tersebut ??
(1 atm = 1,01 x 10⁵ Pa)

Pembahasan

Diketahui :
V₂ = 7,0 m³
V₁ = 3,0 m³
P = 3 atm = 3,03 x 10⁵ Pa
Isobaris → Tekanan Tetap

Ditanya W ??

Dijawab :

W = P (ΔV)
W = P(V₂ − V₁)
W = 3,03 x 10⁵ (7,0 − 3,0) = 12,12 x 10⁵ joule

 

HUKUM-HUKUM TERMODINAMIKA

 

HUKUM KE NOL TERMODINAMIKA

 

A.      Pengertian Kerja, Kalor dan Energi

Sebelum kita lebih jauh mempelajari tentang hukum-hukum termodinamika, alangkah lebih baiknya memahami beberapa istilah atau besaran fisika berikut ini :

ü  Kerja, Kalor dan Energi adalah konsep yang mendasar dalam termodinamika .

ü  Semua pengukuran kalor dan perubahan energi menghasilkan pengukuran kerja.

ü  Kerja = gaya x jarak ; kerja dilakukan selama proses untuk menghasilkan suatu perubahan

ü  Energi = kapasitas sistem untuk melakukan kerja

ü  Kalor = energi sistem yang berubah sebagai hasil perbedaan temperatur antara sistem dan temperatur lingkungan.

ü  Proses pelepasan energi sebagai kalor disebut eksoterm, dan proses penyerapan energi sebagai kalor disebut endoterm

 

B.       Hukum ke 0 termodinamika

Bunyi Hukum ke nol termodinamika adalah sebagai berikut :

” Jika 2 buah benda berada dalam kondisi kesetimbangan termal dengan benda yang ke 3, maka ketiga benda tersebut berada dalam kesetimbangan termal satu dengan lainnya” .

Untuk memudahkan dalam memahami pengertian dari hukum termodinamika ke nol ini, coba kita ilustrasikan kedalam pertnyataan berikut :

Apabila kita tinjau ada 3 buah sistem A, B dan C, bersinggungan, maka fakta eksperimentalnya adalah : “bila sistem A ada dalam kesetimbangan termal (temperatur/suhu) dengan sistem B, dan sistem B juga ada dalam kesetimbangan termal (temperatur/suhu) dengan C maka A ada dalam kesetimbangan (temperatur/suhu) dengan C”

 

Sebagai salah contoh yang dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari tentang fenomena yang menggambarkan hukum ke 0 termodinamika. Semua pernah merasakan mandi dengan air panas atau hangat bukan? Pada saat kita membuat air hangat untuk mandi, maka kita mencampur air panas dengan air dingin. Pada saat air panas dicampur dengan air dingin, maka kalor akan berpindah dari air panas ke air dingin. Pada proses perpindahan panas ini berlangsung beberapa saat hingga tercapai kesetimbangan termal antara air panas dengan air dingin. Pada saat tercapai kesetimbangan termal antara air panas dengan air dingin, temperatur air panas akan turun sedangkan temperatur air dingin akan naik menuju ke temperatur kesetimbangan termal dengan air panas sebelumnya.

Pada saat kita mencelupkan badan ke dalam air hangat yang sudah mencapai kesetimbangan termal, maka tubuh kita akan merasakan hangat/panasnya air. Hal ini menunjukkan bahwa ada sebagian kalor yang berpindah dari air ke tubuh kita. Peristiwa ini terjadi dikarenakan tubuh kita memiliki temperatur yang lebih rendah dibandingkan dengan campuran air hangat.  Dan setelah berendam beberapa saat, maka tubuh kita tidak akan merasa panas lagi, disebabkan karena tubuh kita telah tercapai kesetimbangan termal dengan air hangat/panas.

Kemudian, pada saat kita keluar dari bak mandi setelah berendam di air panas, maka yang terjadi pada tubuh kita akan terasa dingin. Hal ini disebebabkan karena temperatur ruangan lebih rendah dibandingkan dengan temperatur tubuh kita sebagai akibat dari sejumlah kalor dari tubuh berpindah ke udara di sekitar kita. Pada saat kalor keluar dari tubuh kita, oleh karena itu tubuh kita akan merasa lebih dingin.

 

MATERI PAMERAN SENI RUPA BAGIAN 5

PRINSIP DAN TAHAPAN PENYELENGGARAAN 

PAMERAN SENI RUPA

 

Dalam penyelenggaraan suatu pameran karya seni rupa terdapat prinsip-prinsip penyelenggaraan pameran seni rupa yang harus terpenuhi.

Diantara prinsip-prinsip penyelenggaraan pameran karya seni rupa yang harus terpenuhi adalah sebagai berikut:

1.         Prinsip Interaksi

Prinsip interaksi adalah prinsip yang harus berorientasi pada kepentingan penyelenggara dan pengunjung dalam penyelenggaraan pameran.

2.         Prinsip Inisiatif

Prinsip inisiatif adalah penyelenggaraan pameran yang mengambil inisiatif serta menentukan langkah-lagkah yang sistematis dan terencana ke arah pendekatan khalayak ramai pada pameran yang sedang diselenggarakan.

3.         Prinsip Repetisi

Prinsip repetisi adalah prinsip penyelenggaraan pameran yang dilakukan secara berulang-ulang.

4.         Prinsip lntegritas

Prinsip integritas adalah prinsip penyelenggaraan yang menampilkan banyak koleksi pameran, contohnya pameran seni lukis, yang di dalamnya terdiri dari bermacam-macam aliran.

5.         Prinsip Efisiensi

Prinsip eflsiensi adalah penyelenggaraan pameran dengan melakukan penulisan secara sistematis agar tidak merepotkan penyelenggara dan pengunjung.

Prinsip efisiensi dapat didukung oleh lingkungan yang indah dan menarik, cara penataan warna suara maupun komposisi materi pameran hingga tercipta suasana yang menyenangkan. Beberapa kelengkapan pameran yang perlu diketahui di antaranya adalah:

1.      katalog,

2.      tape recorder,

3.      lampu untuk penerangan ruang,

4.      spanduk untuk publikasi,

5.      sketsel atau papan panel,

6.      meja untuk menempatkan buku, dan

7.      pedestal untuk menempatkan karya 3 dimensi.

Tahapan Penyelenggaraan Pameran

1.       Perencanaan

Perencanaan pameran secara lengkap, meliputi tema, materi, tempat, waktu, panitia, anggaran, sarana-prasarana, publikasi, dokumentasi, dan tata hias.

Isi perencanaan pameran, antara lain sebagai berikut.

a)        Menentukan tema pameran

Dalam perencaan sebuah pameran karya seni rupa , maka perlu ditentukan tema pameran. Karena hal ini menggambarkan tentang maksud dan tujuan dari penyelengggaraan sebuah pameran untuk menarik pengunjung dating ke tempat pameran.

b)        Rencana kegiatan pameran

Agar saat akan menyelenggarakan pameran berjalan baik, maka perlu dirancang rencana persiapan kegiatan pameran sebagai acuan pelaksanaan penyelenggaraan pameran, meliputi persiapan sebagai berikut:

1) Materi pameran

2) Tempat

3) Waktu pameran

4) Panitia pameran

5) Anggaran pameran

6) Kelengkapan ruang pameran

7) Publikasi

8) Tata rias atau dekorasi

c)        Rencana kerja pameran

Agar persiapan dan pelaksaan pameran terarah, maka perlu disusun rencana kerja pameran. Dimana rencana kerja pameran ini sebagai acuan kerja pelaksanaan kegiatan pameran, meliputi persiapan sebagai berikut:

1)        Bentuk pameran

2)        Tema pameran

3)        Tujuan pameran

4)        Tempat pameran

5)        Waktu pameran

6)        Karya yang dipamerkan

7)        Peserta pameran

8)        Susunan kepanitiaan

9)        Sumber dana

10)    Perlengkapan pameran

11)    Publikasi

12)    Tata hias dan dekorasi

2.       Pelaksanaan

Pelaksanaan pameran adalah saat tibanya penyelenggaraan pameran. Penyelenggaraan tersebut memerlukan persiapan dan kerja keras dari semua pihak. Oleh sebab itu, panitia dan pembantu panitia (petugas) harus bekerja sama dengan baik demi kelancaran tugas. Beberapa kegiatan pelaksanaan pameran, antara lain sebagai berikut.

a).      Persiapan

b).      Penataan tempat pameran

c).      Membuat dekorasi ruang dan lingkungan pameran

d).     Pelaksanaan pameran

3.        Evaluasi 

Untuk mengetahui apakah penyelenggaraan pameran berjalan dengan baik sesuai dengan target atau tujuan penyelenggaraan, serta sebagai acuan dalam pelaksaan penyelenggaraan pameran selanjutnya, maka perlu dilakukan evaluasi kegiatan penyelenggaraan pameran yang melibatkan seluruh elemen penyelenggara atau kepanitiaan.

a)        Laporan hasil pameran

b)        Pembubaran panitia pameran

Manfaat Pameran Seni Rupa

Berikut ini adalah manfaat dari pameran karya seni rupa:

1.        Untuk menumbuhkan dan menambah kemampuan apresiasi seseorang terhadap karya seni rupa.

2.        Untuk melatih diri agar bisa bekerja sama dengan orang lain.

3.        Untuk melatih sikap tanggung jawab dan kemandirian.

4.        Untuk menumbuhkan motivasi.

5.        Untuk menghilangkan rasa stres dan jenuh dari rutinitas.

6.        Untuk dijadikan sebagai sarana promosi.