input file word

file dapat dilihat disini

MEKANIKA FLUIDA

A1. MEKANIKA FLUIDA

Dari buku: FISIKA UNTUK SMA

Oleh         :  -AHMAD ZEALANI

                               -CUCUN CUNAYAH

                               -ETSA INDRA IRAWAN

Zat dibedakan dalam 3 keadaan dasar(fase), yaitu:

1.           Fase padat, zat mempertahankan suatu bentuk dan ukuran yang tetap, sekalipun suatu gaya yang besar dikerjakan pada benda padat.

2.                                                                                                                                                                                                                              Fase cair, zat tidak mempertahankan bentuk yang tetap melainkan mengikuti bentuk wadahnya. Tetapi seperti halnya fase padat, pada fase ini zat tidak dengan mudah dapat  dimampatkan, dan volumenya dapat diubah hanya jika dikerjakan gaya yang sangat besar pada zat cair.

3.           Fasegas, zat tidak tidak mempunyai bentuk maupun volume yang tetap, tetapi akan berkembang mengisi seluruh wadah.

 Karena fase cair dangastidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap,keduanya mempunyai kemampuan untuk mengalir;dengan demikian disebut fluida.

Dalam mekanika fluida akan dibahas sifat-sifat fluida yang berhubungan dengan kemampuannya untuk mengalir,meliputi statika fluida  untuk zat alir yang diam dan dinamika fluida untuk zat alir yang bergerak.

A.  STATIKA FLUIDA

1.          Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatansuatu benda, r,didefinisikan sebagai massapersatuanvolume:

r

Dengan:

M adalah massa benda dan

V adalah volumenya. Satuan kerapatan adalahkg/m3 .

Berat   jenis suatu benda didefinisikan sebagai  perbandingan kerapatan benda tersebut terhadap  kerapatan air pada suhu4°C. Berat jenis adalah besaran murni tanpa dimensi maupun satuan.

2. Tekanan dalam Fluida

Tekanan, P,didefinisikan sebagai gayapersatuan luas,dengan gayaFdianggap bekerja secara tegak lurus terhadap luas permukaan A:

Satuan tekanan adalahN/m2 atau pascal(Pa).

Fluida menggunakan tekanan ke semua arah. Pada titik tertentu dalam fluida diam,tekanan sama untuk semua arah.Tekanan pada salah satu sisi harus sama dengan tekanan pada sisi yang berlawanan.Jika tidak sama, jumlah gaya  yang bekerja tidak akan sama dengan nol,dan benda akan bergerak sampai tekanan yang bekerja menjadi sama.

Sifat penting lain pada fluida diamadalah gaya yangdisebabkan oleh tekanan fluidaselalu bekerja secara tegak lurusterhadap setiap permukaan yang bersentuhan. Jika ada komponen gaya yang sejajar dengan permukaan benda padat,permukaan tersebut akan menggunakan gaya balik terhadap fluida yangjuga mempunyai komponen sejajar dengan permukaan tersebut.  Komponen ini akan menyebabkan fluida tersebut  mengalir, ini bertentan agan dengan asumsi bahwa fluida tersebut dalam keadaan diam.

Tekanan dalam fluidayangmempunyai kerapatan seragam akan bervariasi terhadap kedalaman.Tekananyangdisebabkan oleh cairan pada Kedalaman h,disebabkan oleh berat cairan di atasnya.Sehingga gayayangbekerja pada luasan bawah adalah    

 F = m.g = r.A.h.g.

3. HUKUM PASCAL

Tekanan p di suatu titik di kedalaman h adalah

                                                                  p = p_o + r g h

Bila tekanan di permukaan diubah sebesar D p_o dengan cara memberikan gaya F, maka tekanan  di titik A berubah sebesar Dp, apabila massa jenis fluida kostan.

                             

            Dp = Dp_o

dari sini tampak bahwa perubahan tekanan pada permukaan akan diteruskan ke setiap titik pada fluida. Hal ini dinyatakan oleh Blaise Pascal (1623 - 1662) dan disebut hukum Pascal :

        Perubahan tekanan yang diberikan pada fluida akan diteruskan ke setiap titik pada fluida dan dinding tempat fluida berada.

4.    PRINSIP ARCHIMEDES

Bila sebuah benda dicelupkan di dalam fluida, seluruhnya atau sebagian, maka fluida tersebut akan mengerahkan tekanan kepada permukaan benda yang bersentuhan dengan air.

Gaya yang dilakukan oleh fluida ke-pada benda tersebut, disebut gaya apung. Misalkan sebuah silinder dengan luas penampang A dan panjang h.

 

Gaya oleh fluida pada penampang atas,

F₁ =      p₁ A = r g h₁ A

Gaya oleh fluida pada penampang bawah,

                                    F₂ =     p₂ A = r g h₂ A

Gaya resultan oleh fluida pada benda tersebut :

F = F₂ – F₁

                                    F = r g h₂ A - r g h₁ A

                                    F = r g A (h₂ - h₁)

                                    F = r g A h

F = r g V

Gaya tersebut sebesar berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

5.     PERSAMAAN BERNOULLI

Persamaan Bernoulli pada dasarnya merupakan pernyataan teorema usaha-tenaga pada mekanika fluida. Perhatikan aliran fluida (tunak, tak termampatkan, tak kental) yang mengalir pada suatu pipa.

Usaha yang dilakukan pada sistem adalah :

                        W = p₁ A₁ Dl₁ – p₂ A₂ Dl₂ – mg (y₂ – y₁)

                                        = (p₁  – p₂ ) m/r - mg (y₂ – y₁)

            Perubahan tenaga kinetiknya :

                                    D K = ½ mv₂² – ½ mv₁²

            Dari teorema usaha – tenaga :

                                    (p₁  – p₂ ) m/r - mg (y₂ – y₁) = ½ mv₂² – ½ mv₁²

                                    p₁  + ½ r v₁² + r g y₁  = p₂ +  ½ r v₂²  + r gy₂

atau

                                    p  + ½ r v² + r g y = konstan

            Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Bernoulli

A2. MEKANIKA FLUIDA

Dari buku: FISIKA( bimbingan pemantapan)

Oleh           :  KETUT LASMI

1. STATIKA FLUIDA

Fluida adalah zat yang dapat mengalir. Jadi istilah fluida berlaku untuk zat cair maupun gas.

1.1.            TEKANAN

Untuk suatu fluida diam gaya yang bekerja padanya harus selalu tegak lurus dengan permukaan fluida. Fluida diam tidak mampu menahan gaya tangensial yang menyebabkan fluida tersebut. mengalir. Jadi gaya yeng bekerja pada fluida diam adalah gaya normal. Gaya yang bekerja per satuan luas permukaan fluida disebut tekanan (p).

     

                              p = F/A

satuan dari tekanan adalah Pascal (N/m²), satuan lain :

                              1 bar = 10⁵ Pa             

                              1 atm = 101.325 Pa = 14,7 lb/in² = 760 mm Hg

1.2.            VARIASI TEKANAN PADA FLUIDA YANG DIAM

Perhatikan suatu fluida yang diam, dalam keadaan keseimbang- an.

                                                                                                (p+dp).A

 

                                                                                                                                    dy

                                                                                                            dw

  y                                                                                p.dA

                             

Elemen fluida setebal dy dengan bentuk cakram mempunyai luas A. Berat elemen tersebut :

                                          dW = r g A dy

Gaya gaya yang dikerahkan pada elemen tersebut selalu tegak lurus permukaan elemen fluida tersebut.

·         gaya horizontal resultannya adalah nol. Fluida tidak mempunyai percepatan dalam arah horizontal.

·         gaya vertikal resultannya juga nol, elemen fluida tersebut tidak mempunyai percepatan dalam arah vertikal.

pA = (p + dp).A + dW

pA =  pA + A dp + r g A dy

dp = - r g dy

dp/dy = - r g

Tanda negatip menyatakan kalau elevasi bertambah maka tekanannya akan turun. Kuantitas r g disebut berat jenis fluida tsb.

Jika p₁ adalah tekanan di y₁  dan p₂  adalah tekanan di y₂ , maka

                  p₂                 y₂

             ò dp  = - ò  r g dy

           p₁                   y₁

                  p₂ - p₁ = - r g (y₂ - y₁ )

Bila fluida mempunyai permukaan bebas, dari permukaan bebas inilah nanti jarak akan diukur. Maka y₂ dipilih untuk elevasi di permukaan. Tekanan di permukaan merupakan tekanan yang diberikan oleh atmosfir bumi p_o.

                  p_o - p = - r g (y₂ - y₁ )

karena y₂ - y₁ = h, yaitu kedalam fluida dari permukaan bebas.

                  p_o - p = - r g h

p = p_o + r g h

1.3.            PRINSIP PASCAL

 

                                          Tekanan p di suatu titik di kedalaman h adalah

                        F                                        p = p_o + r g h

                                          Bila tekana di permukaan diubah sebesar D p_o

                                          dengan cara memberikan gaya F, maka tekanan                                              di titik A berubah sebesar Dp, apabila massa

                                          jenis fluida kostan.

                             

            Dp = Dp_o

dari sini tampak bahwa perubahan tekanan pada permukaan akan diteruskan ke setiap titik pada fluida. Hal ini dinyatakan oleh Blaise Pascal (1623 - 1662) dan disebut hukum Pascal :

      Perubahan tekanan yang diberikan pada fluida akan diteruskan ke setiap titik pada fluida dan dinding tempat fluida berada.

1.4.            PRINSIP ARCHIMEDES

Bila sebuah benda dicelupkan di dalam fluida, seluruhnya atau sebagian, maka fluida tersebut akan mengerahkan tekanan kepada permukaan benda yang bersentuhan dengan air.

Gaya yang dilakukan oleh fluida ke-pada benda tersebut, disebut gaya apung. Misalkan sebuah silinder dengan luas penampang A dan panjang h.

 

 Gaya oleh fluida pada penampang atas,

                                    F₁ =      p₁ A = r g h₁ A

Gaya oleh fluida pada penampang bawah,

                                   

F₂ =      p₂ A = r g h₂ A

Gaya resultan oleh fluida pada benda tersebut :

                                    F = F₂ – F₁

                                    F = r g h₂ A - r g h₁ A

                                    F = r g A (h₂ - h₁)

                                    F = r g A h

F = r g V

Gaya tersebut sebesar berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

2.                  DINAMIKA FLUIDA

2.1.            ALIRAN FLUIDA

Aliran fluida mempunyai beberapa karakteristik, diantaranya :

a.       Aliran fluida dapat merupakan aliran yang tunak (stedy) atau tak tunak. Aliran tunak bila kecepatan fluida v di setiap titik yang diberikan adalah konstan terhadap waktu (bukan fungsi waktu, t)

b.      Aliran fluida dapat merupakan aliran berolak (rotasional) atau tak berolak. Aliran tak berolak bila setiap elemen fluida tidak mempunyai kecepatan sudut netto terhadap titik tersebut.

c.       Aliran fluida dapat termampatkan (compressible) atau tak termampatkan.

d.      Aliran fluida dapat merupakan aliran yang kental (viscus) atau tak kental.

Pembahasan pada bagian berukutnya akan dibatasi untuk aliran fluida yang tunak, tak berolak, tak termampatkan dan tak kental.

2.2.            PERSAMAAN KONTINUITAS

Setiap partikel pada fluida mempunyai gerak yang dapat digambarkan dengan garis arus (streamline).

 

                                   

Kecepatan fluida di suatu titik searah dengan garis singgung di titik tersebut.

Aliran fluida dapat digambarkan dengan menggunakan garis-garis arus tersebut.

 

                        A1

 

                                                                                                            A2

Pada penampang A1, fluida mempunyai kecepatan v1. Dalam selang waktu Dt elemen massa Dm₁ yang melewati penampang adalah :

                                   

Dm₁ = r₁ A₁ v₁ Dt

Bila fluks massa adalah Dm/Dt, maka fluks di titik P adalah :

            Fluks di P         = r₁ A₁ v₁

Dengan cara yang sama maka fluks massa di titik Q

            Fluks di Q        = r₂ A₂ v₂

Apabila di dalam tabung dimana fluida mengalir tidak ada sumber dan tidak ada kebocoran, maka massa yang menyeberangi tabung per satuan waktu haruslah sama

                                    Fluks di P = fluks di Q

r₁ A₁ v₁ = r₂ A₂ v₂

atau                              r A v = konstan

      Hasil ini merupakan kekekalan massa dalam dinamika fluida.

      Jika fluida tersebut tak termampatkan maka r1 = r2. Sehingga persamaan di atas menjadi

                                          A v = konstan = fluks volume

2.3.            PERSAMAAN BERNOULLI

Persamaan Bernoulli pada dasarnya merupakan pernyataan teorema usaha-tenaga pada mekanika fluida. Perhatikan aliran fluida (tunak, tak termampatkan, tak kental) yang mengalir pada suatu pipa.

Usaha yang dilakukan pada sistem adalah :

                        W = p₁ A₁ Dl₁ – p₂ A₂ Dl₂ – mg (y₂ – y₁)

                                        = (p₁  – p₂ ) m/r - mg (y₂ – y₁)

            Perubahan tenaga kinetiknya :

                                    D K = ½ mv₂² – ½ mv₁²

            Dari teorema usaha – tenaga :

                                    (p₁  – p₂ ) m/r - mg (y₂ – y₁) = ½ mv₂² – ½ mv₁²

                                    p₁  + ½ r v₁² + r g y₁  = p₂ +  ½ r v₂²  + r gy₂

atau

                                    p  + ½ r v² + r g y = konstan

           

            Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Bernoulli.

3.                  PENGUKURAN TEKANAN

Kebanyakan pengukuran menggunakan tekanan atmosfir sebagai tekanan referensi. Perbedaan tekanan sesungguhnya dengan tekanan atmosfir  dinamakan tekanan gauge (gauge pressure). Tekanan sesungguhnya disebut tekanan absolut. Tekanan atmosfir di suatu titik adalah berat udara per satuan luas yang membentang dari titk tersebut sampai ke puncak atmosfir bumi. 1 atm = 1,013 x 10⁵ N/m²

3.1.            BAROMETER AIR RAKSA (TORRICELLI)

Berupa tabung gelas yang telah diisi air raksa dan dibalikkan di dalam wadah yang berisi air raksa. Lihat gambar.

 

Tekanan dalam tabung p = r g y₂

Tekanan pada level yang sama di luar tabung p = po + r g y₁,

Karena keduanya mempunyai tekanan absolut yang sama, maka :

                        r g y₂  = p_o + r g y₁

                        p_o = r g (y₂ - y₁)

                        p_o = r g h

B1. TERMODINAMIKA I

Dari buku: FISIKA UNTUK SMA

Oleh         :  -AHMAD ZEALANI

                               -CUCUN CUNAYAH

                               -ETSA INDRA IRAWAN

Dalam termodinamika dikenal dua istilah yang saling berkaitan, yaitu system dan lingkungan. Sistem merukan sejumlah gas dalam benda bervolum tertentu, sedangkan lingkungan merupakan benda-benda diluar system. 

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.

Hukum termodinamika 1 menyatakan bahwa sejumlah (Q) yang diterima dan usaha(W) yang dilakukan oleh suatu gas dapat dugunakan untuk menambah energy dalam (ᴧU)

Q-W=ᴧU  atau    Q= ᴧU + W

Dengan : Q= kalor yang diterima / dilepas oleh system(J)

               W= usaha yang dilakukaun system (J)

               ᴧU= Perubahan energy dalam (J)

catatan:  Q positif, system menerima kalor

              Q negative, system melepas kalor

              W positif, system melakukan usaha

              W negative, system menerima usaha

              ᴧU positif, terjadi penanmbahan energy dalam system

           ᴧU negative, terjadi penurunan energy dalam sestem

penerapan hukum termodinamika 1

1.      Proses isotermis

ᴧT= 0            ᴧU=0

Q=W

2.      Proses isokhorik

ᴧv=0        w=0

Q=ᴧU

3.  Proses isobaric

ᴧQ=0         W=p ᴧV

Q=ᴧU+W

4.       Proses adiabatic

ᴧQ=0         ᴧU=-W

=

Kapasitas kalor gas

Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang dibutuhkan Q untuk menaikkan suhu gas.

Dengan: Q= jumlah kalor yang diterima(J)

                   ᴧT= perubahan suhu gas(K)

               C= kapasitas kalor gas(J/K)

Kapasitas kalor gas ada dua macam, yaitu:

a.       Kapasitas kalor pada volum tetap ()

b.      kapasitas kalor pada tekanan tetap(

                                                n R

Dari kedua persamaan diatas, diperoleh hubungan  dengan  yaitu:

 B2. TERMODINAMIKA 1

Dari buku: FISIKA( bimbingan pemantapan)

Oleh        :  KETUT LASMI

Hukum I Termodinamika

Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume dan suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin). Prinsip ini merupakan hukum alam yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi.

Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika. Secara matematis, hukum I termodinamika dituliskan sebagai

Q = W + ∆U

Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan ∆U adalah perubahan energi dalam. Secara sederhana, hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.

Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda (krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang, pasti panas deh!) yang berarti mengalami perubahan energi dalam ∆U.

1.Proses Isotermik

Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan system              

(Q = W)

Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p – V di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai .Dimana V₂ dan V₁ adalah volume akhir dan awal gas.

2.Proses Isokhorik

Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan Q_V.        

QV = ∆U

3. Proses Isobarik

Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Q_p. Berdasarkan hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku

Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan

QV =∆U

Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai

W = Qp − QV

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Q_p) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (Q_V).

4.Proses Adiabatik

Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya .         (W = ∆U)

Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p₁ dan V₁ mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p₂ dan V₂, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai

Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).

Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.

Hukum Pertama Termodinamika

Proses-proses termodinamika gas

ü  Proses isobarik

Diagram proses isobarik. Daerah berwarna kuning sama dengan usaha yang dilakukan.

Proses isobarik adalah perubahan keadaan gas pada tekanan tetap.

ü  Proses isokhorik

Digram proses isokhorik. Grafiknya berupa garis lurus vertikal karena volumenya tidak berubah. Tidak ada usaha yang dilakukan pada proses isokhorik.

ü  Proses isokhorik adalah perubahan keadaan gas pada volume tetap.
Persamaan keadaan isokhorik:

Proses isotermis/isotermik

ü  Proses isotermik. Daerah berwarna biru menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan gas.

Proses isotermik adalah perubahan keadaan gas pada suhu tetap.

ü  Proses adiabatik

Proses adiabatik.Warna biru muda menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan.Proses adiabatik adalah perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk maupun yang keluar dari system.

C 1. TERMODINAMIKA II

Dari buku: FISIKA UNTUK SMA

Oleh         :  -AHMAD ZEALANI

                                       -CUCUN CUNAYAH

                                       -ETSA INDRA IRAWAN

Dalam termodinamika 2 terdapat dua perumusan yaitu:

a.   Rumus Kelvin planck

Kelvin- planck merumuskan:” tidak mungkin membuat mesin yang kerjanya menugubha kalor sepenuh nya jadi usaha.” Dengan kata lain, efisiensi suatau mesin tdak mungkain 100%’

Proses yang mungkin dilakukan oleh mesin adalah mengubah sebagian kalor (Q1) menjadi usaha (W) dan kalor sisa nya sebagai kalor yang terbuang (Q2).

 

                                                                             )×100%

                                         W

                                       

	Q2

 

b.    Perumusan clausius

Clausius merumuskan :” tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus dengan mengambil kalor dari reservoir bersuhu rendah dan memberikan pada reservoir bersushu tinggi tanap memerlukan usaha dari luar.”

          T1

                          Q1

                                                 W

                        T2  Q2

                        Mesin pendingin (refrigenerator)

Kerja dan efisiensi mesin pendingin dirumuskan sebagai berikut:

×100%

Q1= kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu tinggi

Q2= kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu rendah  

W= kerja yang dilakukan mesin pendingin

C2.TERMODINAMIKA II

Dari buku: FISIKA( bimbingan pemantapan)

Oleh           :  KETUT LASMI

Ada dua perumusan untuk hokum II termodinamika yaitu:

a.       Rumus Kelvin- planck

Kalor tidak mungkin dapat diubah seluruh nya menjadi usaha.

)×100%

b.     Rumus clausius

Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus dengan mengambil kalor dari reservoir bersuhu rendah dan memberikan pada reservoir bersushu tinggi tanap memerlukan usaha dari luar.

Mesin pendingin (refrigerator)

T1

                   

                               Q1                        W

 

                            T2      Q2

                     Efisiensi mesin pendingin

×100%

Dengan:

Q1= kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu tinggi

Q2= kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu rendah

W= kerja yang dilakukan mesin pendingin

BAB II

PERBANDINGAN

1.      KELEBIHAN BUKU 1

Ada pun lelebihan buku yang pertama adalah:

ü    Penjelasan tentang sub bagian dari bahan, dibahas dengan lebih dalam.

ü    Penurunan rumusnya lebih terperinci.

ü    Adanya gambar-gambar yang melengkapi setiap bagian pembahasan.

ü    Bahasan setiap bagian lebih terperinci

2.      KELEBIHAN BUKU 2

Ada pun kelebihan dari buku yang kedua adalah:

ü   Pembahasan nya lebih simple.

ü   Tidak membigungkan.

ü   Mudah dimengerti.

3.      KEKURANGAN BUKU 1

Adapun kekurangan buku yang pertama adalah:

ü    Pokok bahasan yang disajikan terlalu panjang

ü    Tidak dilengkapi dengan contoh soal.

4.      KEKURANGAN BUKU 2

Adapun kekurangan buku yang kedua adalah:

ü  Tidak ada contoh soal.

ü  Adanya pokok pembahasan yang tidak dijelaskan lebih lanjut

BAB III

KESIMPULAN

1.   MEKANIKA FLUIDA

Zat dibedakan atas 3 macam yaitu:

Zat dibedakan dalam 3 keadaan dasar(fase), yaitu:

Ø  Fase padat, zat mempertahankan suatu bentuk dan ukuran yang tetap, sekalipun suatu gaya yang besar dikerjakan pada benda padat.

Ø   Fase cair, zat tidak mempertahankan bentuk yang tetap melainkan mengikuti bentuk wadahnya. Tetapi seperti halnya fase padat, pada fase ini zat tidak dengan mudah dapat  dimampatkan, dan volumenya dapat diubah hanya jika dikerjakan gaya yang sangat besar pada zat cair.

Ø  Fase gas, zat tidak tidak mempunyai bentuk maupun volume yang tetap, tetapi akan berkembang mengisi seluruh wadah.

 Karena fase cair dangastidak mempertahankan suatu bentuk yang tetap,keduanya mempunyai kemampuan untuk mengalir;dengan demikian disebut fluida.Dalam mekanika fluida akan dibahas sifat-sifat fluida yang berhubungan dengan kemampuannya untuk mengalir,meliputi statika fluida  untuk zat alir yang diam dan dinamika fluida untuk zat alir yang bergerak.

A.  STATIKA FLUIDA

1.      Kerapatan dan Berat Jenis

Kerapatansuatu benda, r,didefinisikan sebagai massapersatuanvolume:

r

Dengan:

M adalah massa benda dan

V adalah volumenya. Satuan kerapatan adalahkg/m3 .

Berat   jenis suatu benda didefinisikan sebagai  perbandingan kerapatan benda tersebut terhadap  kerapatan air pada suhu4°C. Berat jenis adalah besaran murni tanpa dimensi maupun satuan.

1.   Tekanan dalam Fluida

Tekanan, P,didefinisikan sebagai gayapersatuan luas,dengan gayaFdianggap bekerja secara tegak lurus terhadap luas permukaan A:

Satuan tekanan adalahN/m2 atau pascal(Pa).

Fluida menggunakan tekanan ke semua arah. Pada titik tertentu dalam fluida diam,tekanan sama untuk semua arah.Tekanan pada salah satu sisi harus sama dengan tekanan pada sisi yang berlawanan.Jika tidak sama, jumlah gaya  yang bekerja tidak akan sama dengan nol,dan benda akan bergerak sampai tekanan yang bekerja menjadi sama.

2.      HUKUM PASCAL

Tekanan p di suatu titik di kedalaman h adalah

                                                                  p = p_o + r g h

Bila tekanan di permukaan diubah sebesar D p_o dengan cara memberikan gaya F, maka tekanan  di titik A berubah sebesar Dp, apabila massa jenis fluida kostan.

                             

            Dp = Dp_o

dari sini tampak bahwa perubahan tekanan pada permukaan akan diteruskan ke setiap titik pada fluida. Hal ini dinyatakan oleh Blaise Pascal (1623 - 1662) dan disebut hukum Pascal :

perubahan tekanan yang diberikan pada fluida akan diteruskan ke setiap titik pada fluida dan dinding tempat fluida berada.

3.      PRINSIP ARCHIMEDES

Bila sebuah benda dicelupkan di dalam fluida, seluruhnya atau sebagian, maka fluida tersebut akan mengerahkan tekanan kepada permukaan benda yang bersentuhan dengan air.

Gaya yang dilakukan oleh fluida ke-pada benda tersebut, disebut gaya apung. Misalkan sebuah silinder dengan luas penampang A dan panjang h.

 

Gaya oleh fluida pada penampang atas,

F₁ =      p₁ A = r g h₁ A

Gaya oleh fluida pada penampang bawah,

                                    F₂ =     p₂ A = r g h₂ A

Gaya resultan oleh fluida pada benda tersebut :

F = F₂ – F₁

                                    F = r g h₂ A - r g h₁ A

                                    F = r g A (h₂ - h₁)

                                    F = r g A h

F = r g V

Gaya tersebut sebesar berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

4.     PERSAMAAN BERNOULLI

Persamaan Bernoulli pada dasarnya merupakan pernyataan teorema usaha-tenaga pada mekanika fluida. Perhatikan aliran fluida (tunak, tak termampatkan, tak kental) yang mengalir pada suatu pipa.

Usaha yang dilakukan pada sistem adalah :

                        W = p₁ A₁ Dl₁ – p₂ A₂ Dl₂ – mg (y₂ – y₁)

                                        = (p₁  – p₂ ) m/r - mg (y₂ – y₁)

            Perubahan tenaga kinetiknya :

                                    D K = ½ mv₂² – ½ mv₁²

            Dari teorema usaha – tenaga :

                                    (p₁  – p₂ ) m/r - mg (y₂ – y₁) = ½ mv₂² – ½ mv₁²

                                    p₁  + ½ r v₁² + r g y₁  = p₂ +  ½ r v₂²  + r gy₂

atau

                                    p  + ½ r v² + r g y = konstan

            Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Bernoulli

Dalam termodinamika dikenal dua istilah yang saling berkaitan, yaitu system dan lingkungan. Sistem merukan sejumlah gas dalam benda bervolum tertentu, sedangkan lingkungan merupakan benda-benda diluar system. 

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.

Hukum termodinamika 1 menyatakan bahwa sejumlah (Q) yang diterima dan usaha(W) yang dilakukan oleh suatu gas dapat dugunakan untuk menambah energy dalam (ᴧU)

Q-W=ᴧU  atau    Q= ᴧU + W

Dengan : Q= kalor yang diterima / dilepas oleh system(J)

               W= usaha yang dilakukaun system (J)

               ᴧU= Perubahan energy dalam (J)

catatan:  Q positif, system menerima kalor

              Q negative, system melepas kalor

              W positif, system melakukan usaha

              W negative, system menerima usaha

              ᴧU positif, terjadi penanmbahan energy dalam system

           ᴧU negative, terjadi penurunan energy dalam sestem

2.  HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA

                                 penerapan hukum termodinamika 1

1.      Proses isotermis

ᴧT= 0            ᴧU=0

Q=W

2.      Proses isokhorik

ᴧv=0        w=0

Q=ᴧU

3.      Proses isobaric

ᴧQ=0         W=p ᴧV

Q=ᴧU+W

4.       Proses adiabatic

ᴧQ=0         ᴧU=-W

=

Kapasitas kalor gas

Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang dibutuhkan Q untuk menaikkan suhu gas.

Dengan: Q= jumlah kalor yang diterima(J)

                   ᴧT= perubahan suhu gas(K)

               C= kapasitas kalor gas(J/K)

Kapasitas kalor gas ada dua macam, yaitu:

a.       Kapasitas kalor pada volum tetap ()

b.      kapasitas kalor pada tekanan tetap(

                                                n R

Dari kedua persamaan diatas, diperoleh hubungan  dengan  yaitu:

3.  TERMODINAMIKA 2

Dalam termodinamika 2 terdapat dua perumusan yaitu:

A.   Rumus Kelvin planck

Kelvin- planck merumuskan:” tidak mungkin membuat mesin yang kerjanya menugubha kalor sepenuh nya jadi usaha.” Dengan kata lain, efisiensi suatau mesin tdak mungkain 100%’

Proses yang mungkin dilakukan oleh mesin adalah mengubah sebagian kalor (Q1) menjadi usaha (W) dan kalor sisa nya sebagai kalor yang terbuang (Q2).

 

                                                                             )×100%

                                         W

                                       

	Q2

 

B.   Perumusan clausius

Clausius merumuskan :” tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus dengan mengambil kalor dari reservoir bersuhu rendah dan memberikan pada reservoir bersushu tinggi tanap memerlukan usaha dari luar.”

          T1

                          Q1

                                                 W

                        T2  Q2

                        Mesin pendingin (refrigenerator)

Kerja dan efisiensi mesin pendingin dirumuskan sebagai berikut:

×100%

Q1= kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu tinggi

Q2= kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu rendah  

W= kerja yang dilakukan mesin pendingin

DAFTAR PUSTAKA

1.      Lasmi, ketut.2004.bimbingan pemantapan fisika.bandung: yrama widya

2.      Zealani, ahmad, dkk. Fisika SMA. Bandung : yrama widya

3.      http://www.docstoc.com/Docs/DownloadFile.ashx?docId=111384009&key=&pass=

4.      http://nhichocs.files.wordpress.com/2011/07/mekanikafluida.pdf