Fisika

Sistem tertutup

 

Sistem tertutup merupakan sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang tertentu dimana massa ini tidak bisa melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam bentuk panas (heat) maupun usaha (work) bisa melintasi lapis batas sistem tersebut.

Dalam sistem tertutup, walaupun massa tidak bisa berubah selama proses berlangsung, tapi volume bisa saja berubah disebabkan adanya lapis batas yang bisa bergerak (moving boundary) pada salah satu bagian dari lapis batas sistem tersebut.

Contoh sistem tertutup yaitu suatu balon udara yang dipanaskan, dimana massa udara didalam balon tetap, tetapi volumenya berubah dan energi panas masuk kedalam masa udara didalam balon.

Sebagaimana gambar sistem tertutup dibawah ini, jika panas diberikan kepada sistem (Q_in), maka akan terjadi pengembangan pada zat yang berada didalam sistem. Pengembangan ini akan mengakibatkan piston akan terdorong ke atas (terjadi W_out). Karena sistem ini tidak mengizinkan adanya keluar masuk massa dalam sistem (massa selalu konstan) maka sistem ini disebut dengan control mass.

Suatu sistem bisa mengalami pertukaran panas atau kerja atau keduanya, biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:

• Pembatas adiabatik : tidak memperbolehkan pertukaran panas.
• Pembatas rigid : tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

Dikenal juga istilah dinding, ada dua jenis dinding yaitu dinding adiabatik dan dinding diatermik. Dinding adiabatik yaitu dinding yang menyebabkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang lama (lambat). Untuk dinding adiabatik sempurna tidak memungkinkan terjadinya suatu pertukaran kalor antara dua zat. Sedangkan dinding diatermik yaitu dinding yang memungkinkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang singkat (cepat).

Sistem Terisolasi

 

Sistem terisolasi ialah sistem yang menyebabkan tidak terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos dan tabung gas yang terisolasi. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak bisa terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, walaupun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Karakteristik yang menentukan sifat dari sistem disebut dengan property (koordinat sistem/variabel keadaan sistem), seperti tekanan (p), temperatur (T), volume (v), masa (m), viskositas, konduksi panas dan lain-lain. Selain itu ada juga koordinat sistem yang didefinisikan dari koordinat sistem yang lainnya seperti, berat jenis, volume spesifik, panas jenis dan lain-lain.

Suatu sistem bisa berada pada suatu kondisi yang tidak berubah, jika masing-masing jenis koordinat sistem tersebut bisa diukur pada semua bagiannya dan tidak berbeda nilainya. Kondisi tersebut disebut sebagai keadaan (state) tertentu dari sistem, dimana sistem memiliki nilai koordinat yang tetap.

Jika koordinatnya berubah, maka keadaan sistem tersebut disebut mengalami perubahan keadaan. Suatu sistem yang tidak mengalami perubahan keadaan disebut sistem dalam keadaan seimbang (equilibrium).

1.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Jika reaksi antara logam Barium dengan Asam Klorida encer dicampurkan ke dalam tabung reaksi yang tersumbat dengan rapat, gas Hidrogen di dalam sistem tidak dapat meninggalkan sistem. Akan tetapi perambatan kalor meninggalkan sistem tetap terjadi melalui dinding pada tabung reaksi. Pada percobaan ini termasuk ke dalam…

A. sistem terbuka
B. perubahan entalpi
C. sistem tertutup
D. perubahan energi dalam
E. sistem terisolasi

2.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Pernyataan di bawah ini yang termasuk ke dalam reaksi Endoterm adalah…..

A. besi berkarat
B. pembuatan es batu dan air
C. air mengalir
D. ledakan bom
E. pembakaran kayu

3.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Perhatikan contoh berikut ini :

1. Besi berkarat
2. Ledakan bom
3. Pembakaran kayu
4. Mencairnya es batu
5. Perubahan embun beku menjadi uap

Reaksi eksoterm ditunjukkan oleh nomor....

A. 1, 2, 3, dan 4
B. 2, 3, 4 dan 5
C. 1, 2 dan 3
D. 2, 3 dan 4
E. 3, 4 dan 5

4.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Berikut ini merupakan hukum-hukum dalam Termodinamika kecuali :

A. hukum Boyle
B. hukum Charles
C. hukum Gay-Lussac
D. hukum Boyle-Gay Lussac
E. hukum Archimedes

5.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Perhatikan beberapa pernyataan-pernyataan berikut ini :

1. Pada proses isobarik, gas selalu melakukan usaha.
2. Pada proses isotermik, energi dalam gas berubah.
3. Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha.
4. Pada proses isobarik, gas melakukan/menerima usaha.

Pernyataan yang berkaitan dengan proses termodinamika ditunjukan oleh nomor...

A. 1 dan 2
B. 3 dan 4
C. 1,2 dan 3
D. 2, 3 dan 4
E. semuanya benar