Titik tripel

Dalam termodinamika, titik tripel sebuah zat merupakan temperatur dan tekanan di mana ketiga-tiga fase (gas, cair, dan padat) zat tersebut berada dalam keadaankesetimbangan termodinamika.Sebagai contoh, titik tripel raksa terdapat pada suhu −38,8344 °C dan tekanan 0,2 mPa.

Selain titik tripel antara zat padat, cair, dan gas, terdapat pula titik-titik tripel yang melibatkan lebih dari satu fase padat untuk zat yang memiliki banyak polimorf. Helium-4merupakan contoh kasus khusus di mana titik tripelnya melibatkan dua fase cair yang berbeda (lihat pula titik lambda). Secara umum, sebuah sistem dengan kemungkinan jumlah fase p, terdapat  titik tripel.

Titik tripel air digunakan untuk mendefinisikan Kelvin, satuan SI untuk temperatur termodinamika.Angka yang diberikan untuk temperatur titik tripel air adalah definisi eksak dan bukanlah hasil pengukuran. Titik tripel beberapa zat digunakan sebagai titik acuan pada skala temperatur internasional ITS-90, berkisar dari titik tripel hidrogen (13,8033 K) sampai dengan titik tripel air (273,16 K).

Titik tripel air

Diagram fase secara umum. Garis titik-titik merupakan sifat anomali air

Kombinasi tunggal antara tekanan dan temperatur di mana air, es, dan uap air dapat berada bersama-sama dalam keadaan kesetimbangan yang stabil adalah tepat 273,16 K (0,01 °C) dan tekanan parsial 611,73 pascal (sekitar 6,1173 milibar, 0,0060373057 atm). Pada titik tersebut, adalah mungkin untuk mengubah semua zat menjadi es, air, atau uap air hanya dengan membuat perubahan yang cukup kecil pada tekanan dan suhu sistem. Perlu diperhatikan bahwa, bahkan jika tekanan total sistem di atas 611,73 pascal, apabila tekanan uap air tetap 611,73 pascal, kita masih dapat membuat air berada dalam titik tripel.

Air memiliki diagram fase yang tidak wajar dan kompleks, walaupun hal ini tidak memengaruhi pembahasan titik tripelnya. Pada temperatur yang tinggi, penambahan tekanan akan menghasilkan zat cair terlebih dahulu, barulah kemudian zat padat. (Di atas 10⁹ Pa bentuk kristal es yang terbentuk lebih padat daripada zat cair.) Pada temperatur yang rendah dan kompresi, fase cair menghilang, dan air akan langsung berubah dari gas menjadi padat.

Pada tekanan konstan di atas titik tripel, pemanasan es akan menyebabkannya berubah dari bentuk pada menjadi cair, kemudian gas (atau uap). Pada tekanan di bawah titik tripel (biasa terjadi pada luar angkasa), bentuk cair air tidak akan ada, sehingga ketika dipanaskan, es akan langsung menyublim menjadi gas.

Tabel titik tripel

Tabel di bawah ini berisi daftar titik-titik tripel untuk zat-zat yang umum.

Zat	T (K)	P (kPa*)
Asetilena	192,4	120
Amonia	195,40	6,076
Argon	83,81	68,9
Butana	134,6	7 × 10−4
Karbon (grafit)	3900	10100
Karbon dioksida	216,55	517
Karbon monoksida	68,10	15,37
Kloroform	175,43	0,870
Deuterium	18,63	17,1
Etana	89,89	8 × 10−4
Etanol	150	4,3 × 10−7
Etilena	104,0	0,12
Asam format	281,40	2,2
Helium-4 (titik lambda)	2,19	5,1
Heksafluoroetana	173,08	26,60
Hidrogen	13,84	7,04
Hidrogen klorida	158,96	13,9
Iodin	386,65	12,07
Isobutana	113,55	1,9481 × 10−5
Raksa	234,2	1,65 × 10−7
Metana	90,68	11,7
Neon	24,57	43,2
Nitrogen monoksida	109,50	21,92
Nitrogen	63,18	12,6
Dinitrogen oksida	182,34	87,85
Oksigen	54,36	0,152
Paladium	1825	3,5 × 10−3
Platinum	2045	2,0 × 10−4
Sulfur dioksida	197,69	1,67
Titanium	1941	5,3 × 10−3
Uranium heksafluorida	337,17	151,7
Air	273,16	0,61
Xenon	161,3	81,5
Seng	692,65	0,065

* Note: sebagai perbandingan, tekanan atmosfer adalah 101.5kPa

Sumber:

1. ^ Walas, S.M., Chemical Process Equipment - Selection and Design. Elsevier, 1990, p. 639.

Read More

Rangkuman Materi Termodinamika

berikut adalah rangkuman materi termodinamika yang meliputi ; hukum ke-nol, 1, 2 dan 3 termodinamika. silahkan download DISINI.

Read More

Contoh soal persamaan clapeyron

silahkan download disni.

Read More

Hukum nol termodinamika dan Hukum I Termodinamika

Silahkan download DISINI.

Read More

Hubungan HK. I Termodinamika dan HK. II Termodinamika

Termodinamika merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari energi (terutama energi panas) dan transformasinya. Dalam kajian termodinamika, terdapat hukum-hukum yg mengatur perilaku termodinamis antara sistem dan lingkungan yg dinamakan hukum termodinamika. Bagaimana bunyi hukum termodinamika tersebut? Berikut ini akan kami berikan Bunyi Hukum I dan II Termodinamika:

Hukum I Termodinamika

Apabila sistem gas menyerap kalor dari lingkungan sebesar Q1, maka oleh sistem mungkin akan diubah menjadi:

• usaha luar (W) dan perubahan energi dalam ( Δ U),
• energi dalam saja (U), dan
• usaha luar saja (W).

Secara sistematis, peristiwa di atas dapat dinyatakan sebagai:

Q = W + U

Persamaan ini dikenal sebagai persamaan untuk hukum I Termodinamika. Bunyi hukum I Termodinamika adalah “Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja.” Berdasarkan uraian tersebut terbukti bahwa kalor (Q) yg diserap sistem tidak hilang. Oleh sistem, kalor ini akan diubah menjadi usaha luar (W) dan atau penambahan energi dalam.

Hukum II Termodinamika

Hukum I termodinamika menyatakan bahwa energi adalah kekal, tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Berdasarkan teori ini, Anda dapat mengubah energi kalor ke bentuk lain sesuka Anda asalkan memenuhi hukum kekekalan energi. Namun, kenyataannya tidak demikian. Energi tidak dapat diubah sekehendak Anda. Misalnya, Anda menjatuhkan sebuah bola besi dari suatu ketinggian tertentu. Pada saat bola besi jatuh, energi potensialnya berubah menjadi energi kinetik. Saat bola besi menumbuk tanah, sebagian besar energi kinetiknya berubah menjadi energi panas dan sebagian kecil berubah menjadi energi bunyi. Sekarang, jika prosesnya Anda balik, yaitu bola besi Anda panaskan sehingga memiliki energi panas sebesar energi panas ketika bola besi menumbuk tanah, mungkinkah energy ini akan berubah menjadi energi kinetik, dan kemudian berubah menjadi energi potensial sehingga bola besi dapat naik? 

Peristiwa ini tidak mungkin terjadi walau bola besi Anda panaskan sampai meleleh sekalipun. Hal ini menunjukkan proses perubahan bentuk energi di atas hanya dapat berlangsung dalam satu arah dan tidak dapat dibalik. Proses yg tidak dapat dibalik arahnya dinamakan proses irreversibel. Proses yg dapat dibalik arahnya dinamakan proses reversibel. Peristiwa di atas mengilhami terbentuknya hukum II termidinamika. Hukum II termodinamika membatasi perubahan energi  mana yg dapat terjadi dan yg tidak dapat terjadi. Pembatasan ini dapat dinyatakan dgn berbagai cara, antara lain, bunyi hukum II termodinamika dalam pernyataan aliran kalor: “Kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya”; hukum II termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor“. Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yg bekerja dalam suatu siklus yg semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar”; hukum II termodinamika dalam pernyataan entropi: “Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversible terjadi dan bertambah ketika proses ireversibel terjadi”.

sumber: buku schaum hal 106-110

Read More

Hukum I Termodinamika

Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan mengenai hukum universal dari kekekalan energi dan mengidentifikasikan perpindahan panas sebagai suatu bentuk perpindahan energi. Pernyataan paling umum dari hukum pertamatermodinamika ini berbunyi:

“

Kenaikan energi internal dari suatu sistem termodinamika sebanding dengan jumlah energi panas yang ditambahkan ke dalam sistem dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh sistem terhadap lingkungannya.

”

Pondasi hukum ini pertama kali diletakkan oleh James Prescott Joule yang melalui eksperimen-eksperimennya berhasil menyimpulkan bahwa panas dan kerja saling dapat dikonversikan. Pernyataan eksplisit pertama diberikan oleh Rudolf Clausius pada1850: "Terdapat suatu fungsi keadaan E, yang disebut 'energi', yang diferensialnya sama dengan jumlah kerja yang dipertukarkan dengan lingkungannya pada suatu proses adiabatik."

Dalam fisika dikenal adanya hukum kekekalan, seperti hukum kekekalan massa, hukum kekekalan tenaga atau energi, hukum kekekalan momentum dll. Termodinamika adalah salah satu cabang fisika, sehingga tidaklah mengherankan apabila didalam termodinamika dikenal adanya hukum kekekalan.

• Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa :

“untuk setiap proses, apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi dalam ∆U = Q – W “

Jadi dapat dikatakan bahwa hukum I termodinamika menyatakan adanya konsep kekekalan energi..

Energi dalam sistem merupakan jumlah total semua energi molekul dalam sistem. Apabila usaha dilakukan pada sistem atau sistem memperoleh kalor dari lingkungan, maka energi dalam pada sistem akan naik. Sebaliknya energi dalam akan berkurang apabila sistem melakukan usaha pada linngkungan atau sistem memberi kalor pada lingkungan. Dengan demikian, perubahan energi dalam pada sistem yang tertutup merupakan selisih kalor yang diterima dengan usaha yang dilakukan sistem.

∆U = Q – W         atau            Q = ∆U + W

dengan

∆U  : Perubahan energi dalam (J)

Q     : Kalor yang diterima/dilepas (J)

W    : Usaha (J)

demensi / tanda :

d : + (bila energy system bertambah)
      - (sebaliknya)
Q : + (bila dQ  masuk kedalam system)
       - (bila dQ keluar dari system)
w : + ( bila volume di kompresi )

      - (bila terjadi ekspansi volume)

Hukum pertama termodinamika merupakan hukum kekekalan energi.  Menurut hukum pertama termodinamika, setelah mengalami proses tertentu, sistem berubah dari keadaan 1 ke keadaan 2, maka energi-dalamnya berubah dari U₁ ke U₂. Selama proses itu berlangsung, sistem menerima kalor sebanyak Q dan melakukan usaha sebesar W, sehingga didapat persamaan :

dQ = dU + dW                                                           (persamaan 1)

Q = (U₂  - U₁)  + W                                                    (persamaan 2)

Baik persamaan 1 ataupun persamaan 2 merupakan hukum pertama termodinamika.

Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa energi kekal adanya, kalau diperhitungkan semua bentuk energi yang timbul. Tidak hanya energi mekanik saja yang harus diperhitungkan, tapi juga energi-dalam dan kalor.

Hukum ini menyatakan pula, bahwa usaha tak dapat diperoleh dengan cuma-cuma. Kalau tidak diberi energi dari luar, sistem yang melakukan usaha itu akan berkurang energi-dalamnya dan pada suatu saat akan habis sehingga sistem akan berhenti. 

SUMBER: BUKU FISIKA SMA

Read More

Hukum I Termodinamika dan Konsekuensi nya

Silahkan Download DISINI.

Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan mengenai hukum universal dari kekekalan energi dan mengidentifikasikan perpindahan panas sebagai suatu bentuk perpindahan energi. Pernyataan paling umum dari hukum pertamatermodinamika ini berbunyi:

“

Kenaikan energi internal dari suatu sistem termodinamika sebanding dengan jumlah energi panas yang ditambahkan ke dalam sistem dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh sistem terhadap lingkungannya.

”

Pondasi hukum ini pertama kali diletakkan oleh James Prescott Joule yang melalui eksperimen-eksperimennya berhasil menyimpulkan bahwa panas dan kerja saling dapat dikonversikan. Pernyataan eksplisit pertama diberikan oleh Rudolf Clausius pada1850: "Terdapat suatu fungsi keadaan E, yang disebut 'energi', yang diferensialnya sama dengan jumlah kerja yang dipertukarkan dengan lingkungannya pada suatu proses adiabatik."

Read More

Jurnal Clausius-Clapeyron

Silahkan download DISINI.

Read More

Persamaan Clausius-Clapeyron

Berikut adalah jurnal dari persamaan Clausius Clapeyron. Download DISINI.

Clausius, Hukum. Kalor jenis gas ideal pada volume konstan, tak bergantung pada temperatur. Persamaan keadaan Clausius: memaksudkan koreksi pada persamaan keadaan van den Waals, yakni koreksi pada tetapan a, sehingga berbentuk

dengan P = tekanan, V = volume, T = temperatun, a = tetapan yang bergantung pada temperaton, b = tetapan, c = fungsi dan a dan b. Persamaan Clausius-Clapeyron untuk penubahan reversibel zat murni dan keadaan (fasa) yang satu ke keadaan (fasa) yang lain

dengan p, V dan T ialah tekanan, volume dan temperatur sistem, dan L ialah kalon disenap pen Mol dalam perubahan dan fasa A ke fasa B. Bentuk integnasi untuk penguapan (di sini VA I V8 sehingga V8 - VA = ‘uap) dengan pengandaian uap itu tunduk pada hukum gas ideal (pV = RT) ialah kalor penguapan.

dengan S entropi sistem.

Read More