1. Persyaratan apakah yang harus dipenuhi oleh sebuah sistem supaya sistem tersebut berada di dalam kesetimbangan termodinamika ?

Dua sistem dalam kesetimbangan termal saat suhu sama. Dua sistem dalam kesetimbangan mekanik saat tekanan mereka sama. Dua sistem dalam kesetimbangan difusi saat potensial kimia mereka sama.

Problem Solving 3 TermodinamikaProblem Solving Bab III Persamaan Keadaan 1. Dalam termodinamika, persamaan keadaan dari suatu system memegang peranan sangat penting. Mengapa? Jelaskan! Jawab : Termodinamika berbicara tentang interaksi. Apabila ada interaksi, maka akan terjadi proses. Tujuan dari proses ini adalah mengkuantitatifkan setiap perubahan pada masing-masing koordinat atau variable system. Syarat untuk mengkuantitatifkan adalah system harus dipandang selalu berada pada kesetimbangan termodinamika. Dalam kesetimbangan termodinamika diperlukan persamaan keadaan system. 2. Kapan suatu system termodinamika akan memiliki persamaan keadaan? Jelaskan! Jawab : System tersebut harus berada pada kesetimbangan terodinmika agar syarat mengkuantitatifkan yang merupakan tujuan dari proses terpenuhi. Ada 4 keadaan kesetimbangan : Setimbang mekanika Setimbang kimia Setimbang termal 3.Jelaskan maksud dari suatu system sedang dalam kesetimbangan mekanis, kimiawi, termal! Jawab : Kesetimbangan mekanis : system berada dalam keadaan seimbang mekanis, apabila resultan semua gaya (luar maupun dalam) adalah nol. System itu diam atau bergerak lurus beraturan. Kesetimbangan kimiawi : system berada dalam keadaan seimbang kimiawi, apabila di dalamnya tidak terjadi perpindahanzat dari bagian yang satu ke bagian yang lain (difusi) dan tidak terjadi reaksi-reaksi kimiawi yang dapat mengubah jumlah partikel semulanya, tidak terjadi pelarutan atau kondensasi. System itu tetap komposisi maupun konsentrasinya. Kesetimbangan termal : system berada dalam keadaan seimbang termal dengan lingkungannya, apabila koordinatnya tidak berubah, meskipun system berkontrak dengan lingkungannya melalui dinding diatermik. Besar atau nilai koordinat system tidak berubah dengan perubahan waktu. 4. Suatu system yang sedang berada dalam keadaan setimbang termodinamika, secara eksperimen ditemukan bahwa berapa banyakpun koordinat termodinamika

pembangun system, maka keadaan system dapat digambarkan oleh 3 koordinat termodinamika system. Hanya 2 diantara ke-3 koordinat termodinamika system itu yang merupakan variable bebas dan satu variable terikat. Secara fisis apa keuntungan

dari keadaan tersebut? Jelaskan! Jawab : Dari keadaan tersebut kita dapat mencari persamaan keadaannya dengan hubungan antara ke-3 koordinat tersebbut adalah sebagai berikut : f (x, y, z) = 0 Dalam keadaan setimbang termodinamis, hanya ada 2 diantara ke-3 koordinat system merupakan variable bebas. 5. Jelaskan perbedaan antara persamaan keadaan gas ideal, persamaan keadaan gas clausius, dan keadaan van der walls! Jawab : Perbedaan: Persamaan gas ideal : pv=RT (tidak ada koreksi) Persamaan keadaan gas van der walls : p+a/v^2 (v-b)=RT (p dikoreksi oleh a/v^2 dan v dikoreksi oleh b) Persamaan keadaan gas clausius : p(v-b)=RT (hanya v yang dikoreksi oleh b 6.Koordinat-koordinat apa saja yang berperan dalam system hidrostatik, paramagnetic, dan dielektrik? Bagaimana hubungan antara koordinatkoordinat itu dalam masing-masing system? Jelaskan secara kuantitatif dan kualitatif? Jawab : Koordinat intensif adalah koordinat yang besarnya tidak tergantung pada ukuran system. Koordinat ekstensif adalah koordinat yang besarnya ditentukan oleh system. Sistem Hidrostatik Koordinat Intensif : p, T (variable bebas) Koordinat Ekstensif : V (variable terikat) Sistem Paramagnetik Koordinat Intensif : B (induksi magnet) yakni besaran yang menyatakan kuat medan magnet luar. T (suhu). Penjajaran oleh B ditentang oleh suhu. Makin tinggi T, makin acak orientasi , makin kecil M. Koordinat Ekstensif : M (magnetisasi). Tanpa B, sepotong Kristal paramagnetic tidak memiliki apa yang dinamakan kemagnetan atau magnetisasi M. Oleh karena itu harus 0diberi magnet luar agar M Sistem Dielektrik Koordinat Intensif (medan listrik). Apabila zat dielektrik dimasukkan daam medan listrik terjadilah polarisasi atom didalamnya, yakni karena imbas medan listrik luar itu, pusat muatan positif inti dan electron atom tidak lagi berimpit, melainkan agak tergeser, hingga atom (molekul) menyerupai dipole listrik kecil. T (suhu). Suhu menentang terorientasinya muatan-muatan imbas itu. Koordinat Ekstensif : P (polarisasi). Apabila zat dielektrik dimasukkan dalam medan listrik terjadilah polarisasi atom didalamnya. 7. Buatlah table koordinat-koordinat intensif dan ekstensif untuk masingmasing system termodinamika yang anda tinjau, lalu jelaskan maksudnya! Jawab : Sistem Koordinat Intensif Koordinat Ekstensif Sistem Hidrostatik p, T (tekanan, suhu) V (volume) Sistem Paramagnetik B, T (induksi magnet, suhu) M (magnetisasi) Sistem Dielektrik , T (medan listrik, suhu) P (polarisasi) 8. Apa persyaratan yang harus dipenuhi agar suatu differensial dari besaran tertentu pada suatu system dapat dicari fungsi keadaannya? Jelaskan! Jawab : Syarat yang harus dipenuhi adalah diketahui 2 differensial parsial yang merupakan pasangan. Kemudian 2 differensial itu diperiksa

dengan persamaan Eleur. Jika persamaan Eleur terpenuhi, persamaan keadaan dapat dicari. Namun jika tidak, maka persamaan keadaan memnag tidak ada dan idak perlu dicari. 9.Yang berperan penting dalam persamaan keadaan suatu system adalah fungsi keadaan. Fungsi keadaan untuk system yang berbeda, tentu berbeda pula, sehingga persamaan keadaannya pun berbeda pula. Jelaskan masing-masing persamaan keadaan dan fungsi keadaannya untuk system termodinamika lain, selain system hidrostatik, paramagnetic, dan dielektrik! Jawab : Dawai tegang Koordinatkoordinatnya (besaran yang ikut menentukan keadaannya) adalah : : tegangan dalam kawat (N) L : panjang kawat (m) T : suhu (K) Persamaan keadaannya : =konst.(L-L_0 )f(T) f(T) : fungsi suhu yang rumit Selaput tipis (thin layer) misalnya minyak diatas air Besaran yang ikut menentukan keadaannya adalah : : tegangan permukaan N/m A : luas lapisan m2 T : suhu (K) Persamaan keadaannya : A(-_air )=konst.T Sel listrik Besaran yang ikut menentukan keadaannya adalah : : ggl antara kedua kutub (V) Z : muatan pada kedua kutub (C) T : suhu (K) Persamaan keadaannya : -_0=(t-20)+(t-20)^2+(t-20)^32.