Hukum Joule tentang Perilaku Gas

Termodinamika Atmosfer: Menyelami Fisika Pada Proses di Atmosfer

Daftar Isi

1. Hukum Tentang Gas

2. Persamaan Hidrostatik

3. Hukum Pertama Termodinamika - Panas dan Kerja Sistem

4. Proses Adiabatik

5. Uap Air dalam Udara

6. Stabilitas Statis

7. Hukum Kedua Termodinamika

Referensi:

Diterjemahkan dan dikembangkan dari: Atmospheric Thermodynamics, Jeremy A. Gibbs, https://gibbs.science/ teaching/efd/handouts /wallace_hobbs_ch3.pdf.

III. Hukum Pertama Termodinamika - Panas dan Kerja Sistem

3.1 Hukum Joule

Setelah serangkaian eksperimen laboratorium pada udara, Joule menyimpulkan pada tahun 1848 bahwa ketika sebuah gas mengembang tanpa melakukan kerja eksternal, dengan mengembang ke dalam sebuah ruang yang terisolasi, dan tanpa menyerap atau melepaskan panas, suhu gas tidak berubah.

Tentang Joule

James Prescott Joule (1818–1889) Putra seorang pembuat bir kaya asal Inggris; salah satu eksperimentalis besar abad ke-19. Ia memulai karya ilmiahnya (dilakukan di laboratorium di rumahnya dan atas biayanya sendiri) pada usia 19 tahun.

Ia mengukur setara mekanik panas, mengakui sifat dinamis panas, dan mengembangkan prinsip kekekalan energi.

Pernyataan ini, yang dikenal sebagai hukum Joule, berlaku hanya untuk gas ideal. Akan tetapi udara (dan banyak gas lainnya) berperilaku sangat mirip dengan gas ideal dalam berbagai kondisi.

Hukum Joule mengarah pada kesimpulan penting mengenai energi internal dari gas ideal. Jika suatu gas tidak melakukan kerja eksternal dan tidak menyerap atau melepaskan panas, dw = 0 dan dq = 0 dalam persamaan (38), sehingga du = 0.

Juga, menurut hukum Joule, dalam kondisi ini suhu gas tidak berubah, yang berarti bahwa energi kinetik molekul-molekul tetap konstan.

Oleh karena itu, karena energi internal total gas tetap konstan, bagian dari energi internal yang disebabkan oleh energi potensial juga harus tetap tidak berubah, meskipun volume gas berubah. Dengan kata lain, energi internal gas ideal tidak tergantung pada volume jika suhu tetap konstan.

Hal ini hanya dapat terjadi jika molekul-molekul gas ideal tidak memberikan gaya satu sama lain. Dalam hal ini, energi internal gas ideal hanya akan bergantung pada suhunya.

Eksperimen lanjutan yang dilakukan oleh Lord Kelvin yang mengungkap adanya gaya-gaya kecil antara molekul-molekul  gas.

Catatan:
Lord Kelvin 1st Baron (William Thomson) (1824–1907) adalah matematikawan dan fisikawan asal Skotlandia. Masuk ke Universitas Glasgow pada usia 11 tahun.

Pada usia 22, menjadi Profesor Filsafat Alam di universitas yang sama. Melakukan karya tak tertandingi dalam termodinamika, listrik, dan hidrodinamika. alert-info

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?