Gunawan Notes: pertemuan 1; Termodinamika

Termodinamika itu apa sih ?, untuk memudahkan kita memahami apa itu termodinamika maka kta lihat kata yang membentuk Termodinamika (term dan dinamika), term itu (ingat aja termos = suhu) dan dinamika, ingat aja kinetik = gerak, jadi dari arti secara bahasa, termodinamika mempelajari hubungan perubahan suhu/panas dengan terjadinya gerak, gerak yang dimaksud adalah gerak pada Gas (contoh gas itu ya udara, bisa Oksigen, nitrogen, dll).
Gas yang kita pelajari dalam termodinamika ini bukanlah gas yang ada di alam bebas, tetapi gas yang terperangkap dalam sebuah wadah (atau bisa kita sebut sistem)misalnya tabung LPG yang sering meledak dirumah2 yang sudah membunuh yg sdh berupa Bom, sedangkan yang diluar tabung kita sebut lingkungan.
oh ia lupa, termodinamika ini aplikasinya di dunia otomotif, pada mesin-mesin kendaraan bermotor, ..., ok, mungkin ada yang bisa menjelaskan mengapa motor itu bisa bergerak, jelaskan hubungan tiga komp
ok, karena kita belajar tentang Gas, maka yang pertama kita Pelajari terlebih dahulu, TEORI KINETIK GAS, tau kan maksudnya ...? dalam teori kinetik gas ini kita akan mempelajari hubungan dari sifat-sifat, nanti sifat-sifat gas ini kita kelompokkan dalam 2 kelompok besar. tapi nanti dulu. kita tinjau dulu ke gas nya dulu.
Gas yang kita pelajari dalam teori ini kita akan namakan GAS IDEAL, koq ideal, ya ialah ....? karena gas ini hanya dalam teori saja alias mimpi karena hanya ada dalam teori ini, gas ini sangat ideal,seperti kita-kita juga lah kalau bercita-cita, mencintai maunya yg ideal, tapi hhhmmm ... g ada manusia yang ideal seperti yg adadalam mimpi kita, kecuali mungkin Rasulullah. jadi gas ideal itu apa...? yang gas idela ini tidak bisa kita temukan dalam tabel periodik unsur-unsur yang sekarang kalau g salah jumlahnya 118 unsur (lihat tabel periodik unsur-unsur dirumahnya masing2, kalau g ada beli Di TB Aziz), jadi apa ...? gas ideal itu bukan nama suatu unsur/molekul gas, tapi setiap gas jika memiliki sifat-sifat: oh ia ingat gas yang kita pelajari ini gas yang ada dalam wadah tertutup lah (misal tabung):

jumlah partikel (molekul2/atom) sanagt banyak sekali, walaupun banyak yang kayak debu yang dikelas mu tuh, yang g pernah di sapu, selama 1 tahun, baru nyapunya sekarang, tetapi mereka g saling tarik menarik/berinetarkasi (bukan seperti yang ada dikelas mua, yang disusdut-sudut kelas disitu ada partikel-partikel yang saling tarik menarik)
Arah gerak partiekl semabarang alias acak terserah meraka ada yg kekanan-kekiri, atas bawah, samaping-belakang, pokonya terserah meraka, karena memang g ada polisi lalu lintasnya
karena g ada polisi lalu lintasnya sehingga partikel2 itu akan saling tabrakan alias tumbukan baik salang menabrak antar partikel maupun menabrak dinding tabung, ketika mereka tabarakan/tumbukan terjadi tumbukan lenting sempurna (masih ingatkan bab di kelas 1 impuls momentum bagian tumbukan disitu di bagi 3 jenis tumbukan lenting sempurna, sebagian dn tdk sama sekali, kalau lupa buka lagi ya bukunya)
oh ia karena ukuran partikel ini sangat kecil dibandingkan dengan tempatnya, atau walaupun partikel itu sangat banyak dalam sebuah tabung karena ukuran mereka sangat kecil sehingga ukuran partikel diabaikan
karena partikel ini bergerak, maka pasti berlaku hukum Newton tentang gerak

itu lah sifat-sifat gas ideal menurut bab termodinamika, kalau kamu cari jenis gas ini keliling dunia tidak akan kamu temukan, hanya kita bisa membuatnya tapi hanya mendekatai yaitu dengan menaikkan suhu gas, tetapi tekanannya dikecilkan, bisa g ya ...? hmm ... karen biasanya kalau suhunya tinggi pasti tekananannya juga akan naik, seperti ketika kita masak tuh, karena panas, sehigga penutup panci kita terbang2 akbiat dari tekanan gas,
ok, kita lanjut ....
Gas itu punya sifat-sifat yang bisa kita amati dan ukur, sifat ini sebagaimana saya singgung diatas dikelompokkan dalam 2 kelompok yaitu sifat makroskopis dan sifat mikroskopis, sifat makroskopis (sesuai namnya makro = besar artinya bisa diamati dan diukur secara langsung sifat gas nya), kira2 apa aja ? .......suhu/temperatur (kita lambangkan saja dengan huruf awalnya T, ini kamu bisa ukur dengan termometer), apalgi..., ini kamu ketika ngisi udara ban kamu, kenapa kamu isi udara, yaitu tekanan atau englishnya Preasuer (lambangnya apa ...? apa T juga, karena T sudah ada yang pake dan juga lambang besaran itu g diambil dari bahasa indonesia karena yang membuat pertama kali rumus ini bukan orang indonesia tapi kebanyakan dari make english jadi kita lambangkan dgn P, dan ke tiga adalah Volume (V),
kemudian sifat mikroskopis, ini sifat gas yang g bisa kita ukur secara langsung, harus mengetahui dulu sifat mikroskopos, misalnya energ kienetik gas, kecepatan partikel, gaya termasuk, ..... nah dalam teori kinetik gas ini kita akan mempelajari hubungan sifat2 gas tersebut baik sesama sifat mikro maupun mikro dan makro ...., ok, jadi judul pembahasan kita adalah
PERSAMAAN GAS IDEAL
sekarang kita menghayal dulu ya, karena kita g punya alat untuk mencoba nih, yang kita hayalkan adalah ada sebuah tabung , hmmm, ganti lah kita masak air pake kompor gas, tapi hati2 meledak ya ...!!!, ketika kita memasak air, maka kompor/api akan mengeluarkan/memberikan apa pada air dari ke tiga sifat makroskopis, benarr sekali pasti T, apa yg terjadi pada air/gas, gas pasti akan kepanasan seperti cacaing maka mereka akan bergerak2, anah maka tekanan (P) gas itu akan naik, sehingga penutup cangkir akan terangkat kalau cangkirnya elastis, maka volume (V) cangkir/gas akan bertambah juga; sehingga kalau kita buat persamaanya:
PV = T atau artinya kalau T dinaikan pasti juga P dan V ikut naik, ini namnya berbanding lurus,
cuman besarnya tekanan dan volume gas juga akan dipengaruhi oleh banyaknya partikel, juga faktor lain, faktor lain ini kita sebuat aja tetapn gas ideal, sehingga rumus PV = T, kita tambahkan jumlah partikel (mole = n) dan tetapan gas R, menjadi:
PV = n R T ............ kita sebuat persamaan gas ideal
dengan :

P = Tekanan gas (satuannya Pascal = P atau atmosfir = atm, 1 atm = 10^5 pa)
V = volume gas (satuannya m^3 atau Liter = L)
T = suhu (satuannya K atau C)
n = jumlah mol (satuannya mol, mol ini adalah banyaknya partikel sebanyak 6,02 x 10^23)
R = tetapan umum gas ideal, namanya juga tetapan pasti sudah ada nilainya, nilai R = 8314 J/kmol K, kalau mau pake mol saja tinggal bagi 1000, R = 8,314)

nah ... n jumlah mol, ini akan berbeda masing2 gas walaupun massa (m) gasnya sama misal sama-sama 1 kg, karena apa ..? karena akan dipengaruhi oleh massa atom relatif (Mr atau bisa juga Ar), massa atom relatif ini didapat dari mana kalau mau mentahnya aja liat lagi tabel periodik unsur, tapi diadapat dari mana ? massa atom relatif ini diambil dari massa relatif suatu isotop yg diperbandingkan dengan karbon-12, jadi isotop itu apa ? cari sendiri ...?
sehingga dengan massa atom relatif, dengan hanya kita mengetahui massa suatu gas kita bisa tau jumlah molnya, kalau kita buat kan persamaan:
n = m/Mr ............., dari rumus ini kita juga bisa tau 1,,,2 ,,, 3 mol itu jumlah partikelnya berapa dengan patokannya 1 mol itu 6,02 x 10^23 partikel/mol atau disebut juga bilangan Avogadro kita singkat saja dengan NA, sehingga;
n = N/NA ............., dari kedua rumus mol ini, maka persamaan umum gas ideal bisa berubah kalau kita ganti n dengan sama dengannya;
PV = n RT menjadi PV = m/Mr . R. T ...... n = m/Mr
kalau n = N/NA ........... PV = (N/NA) R.T, karena R dan NA sama2 tetapan atau sudah ada nilainya, maka R/NA = k .... atau kita sebut juga tetapan, yaitu tetapan Boltzman
sehingga rumus PV = nRT bisa menjadi PV = N. K. T..
...ok, mudah2 an bisa dipahami ya
ada pertanyaa...? ok, kayaknya sudah apada paham ya..?

sekarang kita coba-latihan lah ...!

dua mol gas oksigen berada dalam tabung 50 L, pada suhu 227 C, tentukan besar tekanan gas tsb ...? ingat C harus dirubah Kelvin, .. inagtkan caranya tinggal ditambah 273. ... 50 L rubah ke m^3, setaranya 1 L = 1 dm^3
2 kg gas oksigen dengan massa atom relatif 32 kg/kmol pada kedaan standar (0C, 1 atm), tentukan: