Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (PLTG)

Skema cara kerja PLTG

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (PLTA)

Skema PLTA

Perubahan Fase Zat

Diagram perubahan wujud

Perubahan wujud zat adalah perubahan termodinamika dari satu fase benda ke keadaan wujud zat yang lain.zat ini bisa terjadi karena peristiwa pelepasan dan penyerapan kalor.Perubahan wujud zat terjadi ketika titik tertentu tercapai oleh atam/senyawa zat tersebut yang biasanya dikuantitaskan dalam angka suhu. Semisal air untuk menjadi padat harus mencapai titik bekunya dan air menjadi gas harus mencapai titik didihnya.

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (PLTS)

Listrik yang kita nikmati saat ini untuk menyalakan berbagai alat elektronik ini adalah listrik yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak atau gas bumi. Dan hasil pembakaran tersebut nantinya akan menghasilkan gas buang karbon dioksida yang bisa merusak lingkungan.Maka dari itu, para ilmuwan mempercayai bahwa salah satu hal yang mempengaruhi pemanasan global dan perubahan iklim ekstrim di bumi adalah proses pembakaran tersebut. Maka dari itu penggunaan listrik tenaga surya saat ini dinilai sebagai salah satu alternatif untuk bisa mencegah dan mengurangi pemanasan global.

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (PLTU)

Siklus Rankine

Siklus Rankine adalah siklus daya uap yang digunakan untuk menghitung atau memodelkan proses kerja mesin uap / turbin uap. Siklus ini bekerja dengan fluida kerja air. Semua PLTU (pembangkit listrik tenaga uap) bekerja berdasarkan prinsip kerja siklus Rankine. Siklus Rankine pertama kali dimodelkan oleh: William John Macquorn Rankine, seorang ilmuan Scotlandia dari Universitas Glasglow. Untuk mempelajari siklus Rankine, terlebih dahulu kita harus memahami tentang T-s diagram untuk air. Berikut ini adalah T-s diagram untuk air.

Osmosis

Definisi Osmosis

Osmosis ialah peristiwa perpindahan pelarut dari larutan yang konsentrasinya lebih kecil (encer) ke larutan yang konsentrasinya lebih besar (pekat) melalui membran semi permianel.

Perpindahan Kalor

Bila diperhatikan misalnya jumlah energi kalor api unggun kayu yang ditumpukkan, semua ini .menyimpan sejumiah energi dalam yang ditandai dengan kuantitas yang lazim disebut muatan kalor bahan. Apabila api dinyalakan, energi terma yang tersimpan di dalam bahan tadi akan bertukar menjadi energi kalor yang dapat kita rasakan. Energi kalor ini mengalir jika terdapat suatu perbedaan suhu. Bila diperhatikan sebatang logam yang dicelupkan ke dalam suatu tangki yang berisi air kalor. Karena suhu awal logam ialah T1 dan suhu air ialah T2, dengan T2 >> T1, maka logam dikatakan lebih dingin daripada air. Hal yang penting dalam sistem yang terdiri dari air dan logam ialah adanya suatu perbedaan suhu yang nyata yaitu (T2- T1).

Ilmuwan Termodinamika (François-Marie Raoult)

Ilmuwan Termodinamika (Benoît Paul Émile Clapeyron)

Ilmuwan Termodinamika (Rudolf Clausius)

Hukum Raoult

Hukum Raoult adalah hukum yang dicetuskan oleh Francois M. van Raoult (1830-1901) untuk mempelajari sifat-sifat tekanan uap larutan yang mengandung zat pelarut yang bersifat nonvolatil, serta membahas mengenai aktivitas air.

Persamaan Keadaan

Klik Link di bawah ini:
https://muslimfisikaitebe.files.wordpress.com/2009/09/termodinamika.pdf

Proses Reversibel dan Ireversibel

Proses reversibel adalah proses termodinamik yang dapat berlanggsung secara bolak-balik. Sebuah sistem yang mengalami idealisasi proses reversibel selalu mendekati keadaan kesetimbangan termodinamika antara sistem itu sendiri dan lingkungannya. Proses reversibel merupakan proses seperti-kesetimbangan (quasi equilibrium process). Proses yang dapat dibalik arahnya dinamakan proses reversibel. 

ENTALPI DAN PERUBAHAN ENTALPI

Entalpi (H) adalah jumlah energi yang dimiliki sistem pada tekanan tetap. Entalpi (H) dirumuskan sebagai jumlah energi yang terkandung dalam sistem (E) dan kerja (W).

H = E + W

dengan:

W = P × V

E = energi (joule)

W = kerja sistem (joule)

V = volume (liter)

P = tekanan (atm)

Hukum kekekalan energi menjelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari bentuk energi yang  satu menjadi bentuk energi yang lain. Nilai energi suatu materi tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanyalah perubahan energi (ΔE). Demikian juga halnya dengan entalpi, entalpi tidak dapat diukur, kita hanya dapat mengukur perubahan entalpi (ΔH).

ΔH = H_p – H_r

dengan:

ΔH = perubahan entalpi

H_p = entalpi produk

H_r = entalpi reaktan atau pereaksi

a. Bila H produk > H reaktan, maka ΔH bertanda positif, berarti terjadi penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem.

b. Bila H reaktan > H produk, maka ΔH bertanda negatif, berarti terjadi pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan.

Ilmuwan Termodinamika (James Prescott Joule)

James Prescott Joule (lahir di Salford, Inggris, 24 Desember 1818. Meninggal di Greater Manchester, Inggris, 11 Oktober 1889 pada umur 70 tahun) ialah seorang ilmuwan Inggris. Ia dikenal sebagai perumus Hukum Kekekalan Energi, yang berbunyi,

“Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan.”

FUGASITAS

Fugasitas adalah besaran dari suatu tekanan ekuivalen yang dinyatakan dalam dimensi tekanan sebagai pengganti tekanan p menurut hukum gas ideal. Pada gas tidak ideal perhitungan dipermudah dengan mengganti tekanan dari besaran tersebut. Fugasitas di fasa uap dinyatakan dalam bentuk koefisien fugasitas yang didefinisikan sebagai perbandingan antara fugasitas di fasa uap dan tekanan parsial komponen. Sedangkan, fugasitas di fasa cair umumnya dinyatakan dalam bentuk koefisien aktifitas yangdidefinisikan sebagai perbandingan antara fugasitas di fasa cair dan hasil kali antarafraksi mol komponen di fasa cair dan fugasitas komponen pada keadaan standar dalam perhitungan-perhitungan koefisien aktifitas adalah kondisi cairan murni.  

LEBIH LENGKAP LAGI TENTANG FUGASITAS:

http://akademik.che.itb.ac.id/labtek/wp-content/uploads/2009/02/modul-103-kesetimbangan-uap-cair.pdf

Sub Bagian Termodinamika

1.1. Sisitem, Keliling, Keadaan Sistem, dan Variabel Keadaan

Sistem termodinamika adalah bagian dari alam semesta fisik yang ada dalam pengamatan. Sistem tersebut terpisah dari kelilingnya oleh suatu batas. Bila batas mencegah setiap antaraksi dengan keliling, sistem tersebut adalah sistem terisolasi. Bila materi dapat melewati batas, maka didapat sistem terbuka. Apabila tak mungkin, maka didapat sistem tertutup. Kalor dapat masuk dan keluar dari sistem tertutup, dan kerja dapat dilakukan pada atau oleh sisitem tertutup.

            Suatu sistem dapat diambil lewat deretan perubahan di mana kerja dan kalor lewat batas sedemikian rapat sehingga ada perubahan dalam keliling maupun dalam system. Bila batas tak memungkinkan aliran kalor, maka setiap proses yang berlangsung dalam sistem dikatakan adiabat; dan batasnya disebut dinding adiabat.

            Bila system ada dalam kesetimbangan pada kondisi tertentu, maka dikatakan ada pada keadaan tertentu. Keadaan system dapat diidentifikasi dari fakta bahwa dalam keadaan tertentu, setiap sifatnya mempunyai nilai tertentu. Telah didapatkan, bahwa setiap untuk sejumlah fluida suatu komponen yang tertentu banyaknya (gas atau cairan), keadaan dapat ditentukan oleh dua dari tiga variabel (tekanan, volum, dan suhu). Variabel yang seperti itu adalah variabel keadaan.

1.2. Besaran termodinamika ekstensif dan intensif

            Bila ukuran system termodinamika diperbesar dua kali tanpa perubahan lain, besaran termodinamika tertentu yang dapat digunakan. Untuk menggambarkan system, juga diperbesar dua kali. Contoh adalah volum  system dan energinya. Besaran termodinamika demikian disebut ekstensif. Sifat termodinamika yang lain, seperti suhu dan tekanan, tak dipengaruhi oleh perubahan ukuran system, sehingga disebut sifat intensif.

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (Garam)

Garam merupakan komoditas yang sangat penting bagi kehidupan masyarakat kita, bayangkan saja jika tidak ada garam akan hambar terasa hidup kita begitu kata pepatah mengatakan. Garam tidak hanya bisa dijadikan bahan konsumsi namun garam juga bisa dikategorikan dalam bahan industri, seperti industri penyamakan kulit, pengeboran minyak lepas pantai dll.

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (Oven)

Anda pasti pernah melihat oven microwave kan?? Jika belum, pernatikan gambar ini. 

Oven microwave merupakan perangkat yang dengan cepat telah menjadi alat masak populer. kelebuhannya adalah menghemat waktu dan hemat listrik, karena tidak perlu dipanaskan terlebih dahulu seperti alat masak lainnya yang perlu dipanaskan terlebih dahulu. Prinsip kerja dari alat ini (oven microwave) adalah perpindahan kalor secara radiasi.

Kapasitas Kalor

Pengertian Kapasitas Kalor Gas

Kapasitas kalor C suatu zat menyatakan "banyaknya kalor Q yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat sebesar 1 kelvin". Pernyataan ini dapat dituliskan secara matematis sebagai

Siklus Carnot dan Mesin Kalor

Kalorimetri

Kalorimetri adalah ilmu dalam pengukuran panas dan reaksi kimia atau perubahan fisik. Pada kalorimetri ini dapat melakukan pengukuran perubahan kalor yang bergantung pada pemahaman tentang kalor jenis dan kapasitas kalor. Dengan demikian kita dapat mengetahui suhu pada suatu ruangan atau benda-benda lainnya. pengukuran panas ini sangat bermanfaat diberbagai bidang, salah satunya adalah kesehatan.

Kalorimetri Volume-Konstan

KALOR

Pengertian Kalor

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor, yaitu:

1.       massa zat

2.       jenis zat (kalor jenis)

3.       perubahan suhu

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (Pemanas Air Wika)

Komponen utama Pemanas air Wika terdiri dari panel kolektor dan tangki yang dihubungkan dengan dua pipa assesories. Panel kolektor pada WIKA solar water heater dilengkapi dengan penutup kaca berfungsi sebagai penangkap panas sinar matahari yang didalamnya tersusun rangkaian pipa tembaga sebagai jalur air yang dibalut sirip absorber.

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (Termometer Bimetal)

Termometer Bimetal Mekanik adalah sebuah termometer yang terbuat dari dua buah kepingan logam yang memiliki koefisien muai berbeda yang dikeling (dipelat) menjadi satu. Kata bimetal sendiri memiliki arti yaitu "bi" berarti dua sedangkan kata "metal" berarti logam, sehingga bimetal berarti "dua logam".

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (Dispenser)

Dispenser adalah salah satu alat rumah tangga yang menggunakan listrik untuk dapat memanaskan elemen pemanas dan menjalankan mesin pendinginnya. Dispenser ada yang menggunakan prinsip kerja dengan elemen pemanas dan mesin pendingin(compressor).  Dispenser atau tempat air minum adalah salah satu peralatan listrik atau elektronik yang didalamnya terdapat heater sebagai komponen utamanya, heater berfungsi untuk memanaskan air yang ada pada tabung penampung, Heater umumnya memiliki daya sekitar 200-300 Watt. Heater dapat memanaskan air yang terdapat di dalam dispenser. Biasanya dispenser berisi 19 liter air, yang di tempatkan paada sebuah galon.

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (Air Conditioner/AC)

Sistem kerja AC terdiri dari bagian yang berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan tekanan supaya penguapan dan penyerapan panas dapat berlangsung.

Hukum Termodinamika I

Panas dan kerja, keduanya dalah bentuk perpindahan energi ke dalam atau keluar sistem; mereka dapat dibayangkan sebagai energi dalam keadaan singgah. Jika perubahan energi disebabkan oleh kontak mekanik sistem dengan lingkungannya, maka kerja dilakukan; jika perubahan itu disebabkan oleh kontak kalor (menyebabkan persamaan suhu), maka kalor dipindahkan. Dalam banyak proses, kalor dan kerja keduanya menembus batas sistem, dan perubahan energi dalam sistem adalah jumlah dari kedua kontribusi itu.

HUKUM I TERMODINAMIKA disebut juga hukum kekekalan tenaga. Isi hukum tersebut adalah:

            "Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, dengan kata lain bila suatu energi hilang akan timbul energi dalam bentuk  lain, yang jumlahnya sama."

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (Turbojet)

Mesin turbojet menjadi salah satu jenis mesin penggerak pesawat terbang. Mesin penggerak pesawat terbang yang juga banyak digunakan pada saat ini selain turbojet yaitu turboprop dan turbofan. Mesin turbojet sangat umum digunakan pada pesawat-pesawat tempur yang membutuhkan kecepatan tinggi. Dan sekalipun mesin ini tidak lazim digunakan pada kendaraan darat, namun kendaraan untuk pemecahan rekor kecepatan darat menggunakan mesin ini.

Mesin Turbojet Pesawat F-16 Fighting Falcon

Aplikasi Termodinamika dalam Kehidupan Sehari-hari (Refrigator/kulkas)

KULKAS ATAU REFRIGATOR, ADALAH ALAT ELEKTRONIK DI RUMAH YANG BERFUNGSI UNTUK MENDINGINKAN MAKANAN YANG SERING DISEBUT MESIN PENDINGIN YANG PALING LAMA MENYALA DAN KONSTAN DALAM SEHARI PENUH.

Termodinamika

Secara harfiah, termodinamika berasal dari bahasa Yunani "thermo" yang berarti "panas" dan "dynamic" yang berarti "perubahan". Termodinamika adalah salah satu cabang dari ilmu fisika yang membahas tentang hubungan antara energi dan kerja dari suatu sistem.  Energi dapat terwujud dalam berbagai bentuk, seperti energi kimia, energi nuklir, energi listrik, energi gelombang elektromagnetik, dan lain sebagainya. Dalam termodinamika, energi panas (kalor) dan usaha merupakan dua bentuk energi yang paling banyak dan utama dipelajari. Termodinamika merupakan sains eksperimental yang didasarkan pada sejumlah kecil prinsip yang digeneralisasikan dari pengalaman atau pengamatan. 

Cakupan Termodinamika

• Sistem merupakan bagian tertentu dari semsesta dalam permukaan tertutup.
• Lingkungan adalah wilayah yang berada di luar sistem. Sistem dapat terisolasi, tertutup, dan terbuka. 
• Variabel keadaan adalah besaran makro yang dapat diukur secara eksperimental.