Tugas Kimia Fisika 1

Soal no. 8 Jelaskran apa yang dimaksud dengan proses spontan dan reaksi reversibel?

Jawab: Proses spontan adalah proses yang dapat berlangsung dengan sendirinya dan tidak dapat balik tanpa pengaruh dari luar. Perubahan spontan selalu disertai dengan pengurangan “kualitas” energi, dalam arti dalam energi ini turun kualitasnya nmenjadi bentuk yang kacau dan tersebar luas.Contoh : Panas, selalu mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah. Gas mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah Air mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Manfaat Proses Spontan : Energi panas dapat menggerakkan mesin panas, Ekspansi gas dapat menggerakkan piston (motor bakar), Air terjun untuk menggerakkan turbin listrik. Proses reversibel merupakan proses yang berlangsung melalui sederet keadaan kesetimbangan dan dapat dibalik dengan perubahan tak berhingga oleh gaya eksternal. Proses reversibel adalah proses yang dapat dibalik pada setiap saat dengan mengunakan suatu variabel yang mandiri dengan jumlah yang sangat sedikit (kimia fisika: Robert A. Alberty , 1992 :19). Jadi, dalam ekspansi reversibel dari gas, ekspansi dapat dihentikan pada setiap saat dengan memperbesar tekanan yang dikeluarkan oleh penekan dengan jumlah yang sangat sedikit. Pada reaksi reversibel, reaktan bereaksi menghasilkan produk dan produk reaksi juga bereaksi balik menghasilkan reaktan sehingga baik reaktan maupun produk terdapat bersama-sama dalam sistem reaksi tersebut. Pada hukum termodinamika II mengungkapkan pada proses reversible antara dua kedaan seimbang: d’Qr = TdS Pada proses reversibel untuk sistem PVT: d’W = P dV Sehingga dapat disimpulkan T dS = dU + P dV

Soal no 9. Jelaskan mengapa pada reaksi-reaksi endoterm selalu diikuti dengan peningkatan entropi?

Jawab : Reaksi Endoterm merupakan reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. Reaksi endoterm saat berlangsung membutuhkan panas. Panas reaksi ditulis dengan tanda negative. Meningkatnya entropi pada setiap reaksi endoterm karena pada reaksi seperti ini, entalpi (H) bertambah maka sistem naik secara spontan keadaan entalpi (H) lebih tinggi (dH > 0). Reaksi yang spontan menunjukkan bahwa energi bebas (dG) 0. Ini berarti entropi sistem bertambah sedemikian banyak. Jika entropi sistem meningkat, komponen sistem menjadi semakin tidak teratur, random dan energi sistem lebih terdistribusi pada range lebih besar Sdisorder > Sorder . Jika entropi meningkat maka dSsis akan positif, sebaliknya jika entropi turun, maka dSsis akan negatif . Pada perubahan endotermik, sistem menyerap panas dan lingkungan melepas panas, sehingga entropi lingkungan menurun, qsis > 0, qling < 0, DSling < 0. Oleh karena itu, reaksi endoterm dikendalikan oleh pertambahan entropi sistem dan perubahan entropi mengatasi pengurangan entropi lingkungan yang ditimbulkan oleh aliran kalor ke dalam sistem (dS’ = -dH/T)

Soal no 10. Mengapa pada proses lingkar ∆U,∆H,∆S,dan ∆G, sama dengan nol?Apakah q dan w juga bernilai nol!

Jawab : Pada proses lingkar (siklus carnot),sebuah sistem melalui 2 lintasan isotermal dan 2 lintasan adiabatik agar kembali kekeadaan awalnya. Setiap lintasan dilakukan secara reversibel (artinya, dalam kesetimbangan termal dengan gaya dalam dan gaya luar yang hampir balans di setiap langkahnya). Karena gas dikembalikan ke keadaan awal pada akhir proses maka, ∆U=0 untuk siklus. Selain itu proses reversibel pada suhu dan tekanan tetap, penurunan energi bebas (∆G) adalah sama dengan kerja maksimum yang dapat dilakukan oleh sistem di luar kerja tekanan-volum, sehingga energi tersebut akan mnjadi minimum pada kesetimbangan akhir, yaitu ∆G=0. Saat kesetimbangan tercapai, proses reaksi berlangsung spontan baik arah maju maupun balik. Ketika kesetimbangan tercapai tidak ada lagi daya untuk mendorong perubahan sehingga DSuniv = 0. Pada titik ini perubahan entropi pada sistem diikuti perubahan entropi lingkungan dalam jumlah yang sama tetapi berbeda tanda . Pada kesetimbangan DSuniv = DSsis + DSsurr = 0 Atau DSsis = -DSsurr. Untuk ∆H sendiri sudah bisa dipastikan akan bernilai nol akhir siklus karena hal tersebut bisa dilihat pada persamaan energi bebas yang merupakan fungsi yang mengabungkan antara entalpi dan entropi dalam sistem. Untuk menjawab pertanyaan berikutnya bahwa apakah pada kondisi seperti diatas kalor (q) dan kerja(w) juga akan bernilai nol seperti yang diketahui bahwa ∆S= q_rev/T. Untuk mesin gabungan, ∆E_tot= w_tot=0; sehingga q_tot juga harus nol dan perpindahan panas keluar dari sumber bersuhu rendah dengan demikian pasti terjadi. Akan tetapi secara fakta tidak ada yang bisa memindahkan panas dari sumber yang dingin kesumber yang lebih panas dalam suatu siklus yang kontinu tanpa pengeluaran kerja. Akan tetapi penjelasan tersebut bisa dijelaskan seperti berikut. Dari dua sisi pada siklus carnot dengan dua sisi lainnya ditentukan oleh adiabat, sehingga q_(h.i)/T_(h.i) + q_(l.i)/T_(l.i) = 0, dengan menjumlahkan untuk semua i akan didapatkan bahwa ∑_i▒〖(q_(h.i)/T_(h.i) + q_(l.i)/T_(l.i) )=0〗, karena penjumlahan ini mengikuti lintasan reversibel yang asli dengan ketepatan yang sembarang akan di dapatkan bahwa untuk lintasan reversibel manapun; ∫▒〖1/T 〖dq〗_rev=0〗. Meskipunq bukan fungsi keadaan, tapi qrev/T adalah fungsi keadaan, maka seperti halnya energi dan entalpi, perubahan totalnya adalah nol untuk setiap proses yang dimulai dan berakhir dalam keadaan yang sama.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s