fbpx

Energi Bebas Helmholtz – Penjelasa, Contoh Soal dan Jawaban

Energi Bebas Helmholtz

Energi bebas Helmholtz adalah potensial termodinamika yang mengukur kerja yang “bermanfaat” dari sistem termodinamika tertutup dengan suhu dan volume yang konstan. Perbedaan negatif energi Helmholtz sama dengan jumlah maksimal kerja yang dapat dilakukan suatu sistem dalam proses termodinamika dengan volume konstan.

Konsep energi bebas Helmholtz dikembangkan oleh fisikawan Jerman Hermann von Helmholtz. Konsep ini pertama kali dipresentasikan pada tahun 1882.

Energi bebas Helmholtz biasanya ditulis dengan lambang A  (dari bahasa Jerman, “Arbeit“, yang berarti “kerja”) atau F. IUPAC menyarankan huruf A dan penggunaan nama “energi Helmholtz”.

Definisi Energi Bebas Helmholtz

Energi Helmholtz didefinisikan sebagai berikut:

yang dimana:

A adalah energi bebas Helmholtz (SI: joule, CGS: erg),
U adalah energi internal sistem (SI: joule, CGS: erg),
T adalah suhu absolut (kelvin)
S adalah entropi sistem (SI: joule per kelvin, CGS: erg per kelvin).

Pengembangan Secara Matematis Energi Bebas Helmholtz

Dari hukum termodinamika pertama dalam sistem yang tertutup, diperoleh rumus:

 adalah energi internal,  adalah energi yang ditambahkan sebagai panas, dan  adalah kerja yang dilakukan pada sistem.

Berdasarkan hukum termodinamika kedua, rumus berikut dapat ditulis untuk proses reversibel: . Selain itu, untuk perubahan yang reversibel, kerja yang dilakukan dapat ditulis sebagai berikut:  (mengabaikan kerja elektrik dan kerja non-PV lainnya):

Dengan menggunakan kaidah darab pada d(TS) = T dS + S dT, diperoleh

dan

Dengan menggunakan definisi A = U − TS, rumusnya dapat ditulis menjadi

Energi bebas Helmhlotz, yaitu sistem pada suhu dan volume sama

Untuk lebih spesifik, kesetimbangan termodinamika dikarakteristikkan oleh potensial termodinamika minimum, seperti energi bebas Helmhlotz, yaitu sistem pada suhu dan volume sama:

A = U – TS;

atau energi bebas Gibbs, yaitu sistem dengan tekanan dan suhu tetap:

G = H – TS.

di mana T = suhu, S = entropi, U = energi dalam dan H= entalpi. Energi bebas Helmholtz sering dinotasikan dengan simbol F, tetapi penggunaan A dipilih oleh IUPAC.

Proses yang mengatur suatu kesetimbangan termodinamika disebut termalisasi. Suatu contoh adalah suatu sistem dengan partikel yang berinteraksi tidak terganggu oleh pengaruh luar. Dengan interaksi, mereka akan menggabungkan energi/momentum di antara mereka dan mencapai suatu keadaan di mana statistik umum tidak berubah terhadap waktu.

Contoh Soal Energi Bebas Helmholtz

1. Pada kondisi energi bebas Helmholtz mencapai setimbang yaitu pada temperatur dan tekanan konstan. Maka energi bebas Helmholtz (ΔH) adalah…

Jawaban:

Karena bila energi bebas Helmholtz mencapai setimbang, maka ΔH = 0

2. Lima mol gas ideal diekspansi secara isotermal dari tekanan 10 atm hingga 1 atm pada temperatur 300 K. Maka perubahan energi bebas helmholtz adalah…

Jawaban:

Gunakan rumus (ΔA = – nRT lnP2/P1)

-28715,274 kJ

Bacaan Lainnya

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan atau jasa Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Cara daftar pasang iklan gratis

3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: LibreTexts

                                    

Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz |Matematika|IPA | Geografi & Sejarah|Info Unik|Lainnya


By | 2019-04-07T17:41:12+00:00 April 4th, 2019|Matematika|0 Comments

Leave A Comment