Zat murni adalah zat yang mempunyai komposisi kimia
yang tetap dan homogeny. Zat murni
kebanyakan mengandung lebih dari satu fase, tetapi komposisi kimianya sama
untuk semua fase. Misalnya, cairan air, campuran dari cairan air dan uap air,
atau campuran dari padatan es dan cairan air adalah zat murni karena setiap
fase mempunyai komposisi kimia sama. Namun, campuran udara cair dan udara gas
bukan merupakan zat murni karena komposisi fase udara cair dan udara gas bukan
merupakan zat murni karena komposisi fase udara cair berbeda dengan udara uap.
Seringkali zat murni disebut zat yang dapat termampatkan sederhana.
ZAT MURNI (PURE SUBSTANCE)
Merupakan zat yang mempunyai komposisi kimia yang tetap (stabil), misalnya :
air (water) , nitrogen, helium, dan CO2. Zat murni bisa terdiri dari satu
elemen kimia (N2 ) maupun campuran (udara).Campuran dari beberapa fase zat
murni adalah zat murni, contohnya campuran air dan uap air. Tetapi campuran
dari udara cair dan gas bukan zat murn karena susunan kimianya berubah atau
berbeda.
FASE dari ZAT MURNI
Diidentifikasi berdasarkan susunan molekulnya.
• Solid (padat) : jarak
antar molekul sangat dekat sehingga gaya tarik antar molekul sangat kuat, maka
bentuknya tetap. Gaya tarik antara molekulmolekul cenderung untuk
mempertahankannya pada jarak yang relatif konstan.Pada temperatur tinggi
molekul melawan gaya antar molekul dan terpencar.
• Liquid (cair) :
Susunan molekul mirip dengan zat padat , tetapi terhadap yang lain sudah tidak
tetap lagi. Sekumpulan molekul akan mengambang satu sama lain.
• Gas : Jarak antar molekul berjauhan dan
susunannya acak. Molekul bergerak secara acak.
PERUBAHAN FASA dari ZAT
MURNI
Semua zat murni
mempunyai mempunyai kelakuan umum yang sama. Sebagai contoh air (water).
State
1 : Pada state ini disebut compressed liquid atau subcooled liquid. Pada state
ini penambahan panas hanya akan menaikkan temperatur tetapi belum menyebabkan
terjadi penguapan (not about to vaporize).
State 2 : Disebut
saturated liquid (cairan jenuh). Pada state ini fluida tepat akan berubah
fasenya. Penambahan panas sedikit saja akan menyebabkan terjadi penguapan
(about to vaporize). Akan mengalami sedikit penambahan volume.
State 3 : Disebut
“Saturated liquid - vapor mixture” (campuran uap - cairan jenuh). Pada keadaan
ini uap dan cairan jenuh berada dalam kesetimbangan. Penambahan panas tidak
akan menaikkan temperatur tetapi hanya menambah jumlah penguapan.
State 4 : Campuran tepat berubah jadi uap
seluruhnya, disebut “saturated vapor” (uap jenuh). Pada keadaan ini pengurangan
panas akan menyebabkan terjadi pengembunan (“about to condense”).
State 5 : Disebut
“superheated vapor” (uap panas lanjut). Penambahan panas akan menyebabkan
kenaikkan suhu dan volume.
Kadang-kadang campuran gas seperti udara dianggap sebagai
zat murni sepanjang tidak ada perubahan fase karena udara mempunyai beberapa
karakteristik zat murni.
Salah satu alasan penting untuk memperkenalkan konsep zat
murni adalah keadaan zat murni didefinisikan oleh dua sifat bebas. Sebagai
contoh misalkan uap bermassa konstan berada dalam bejana yang dilengkapi
peralatan sedemikian rupa sehingga tekanan, volume, dan suhunya dapat diukur
dengan mudah. Jika volumenya kita tetapkan pada suatu harga suhu tertentu yang
kita pilih, nilai tekanan tidak dapat diubah. Sekali kita sudah menetapkan
harga volume dan suhu, harga tekanan dalam kesetimbangan diperoleh secara
alami. Jadi di antara tiga koordinat termodinamik p, V dan T hanya dua yang
merupakan sifat bebas.
Sistem yang keadaannya ditentukan oleh dua sifat bebas
disebut sistem sederhana. Walaupun tidak ada sistem yang benar-benar
sederhana namun banyak sistem yang dapat dimodelkan sebagai sistem sederhana
untuk keperluan analisis termodinamika. Contoh sistem sederhana adalah sistem
termampatkan sederhana. Zat murni merupakan zat yang digunakan dslam
sistem termampatkan sederhana oleh karena itu zat murni seringkali disebut
sebagai zat termampatkan sederhana.
Untuk lebih memahami istilah sifat bebas, kita tinjau
keadaan cairan jenuh dan uap jenuh dari zat murni. Suhu dan tekanan cairan
jenuh dan uap jenuh dari zat murni adalah sama, akan tetapi keadaan keduanya
benar-benar tidak sama. Oleh karena itu kita katakana bahwa dalam keadaan
jenuh, suhu dan tekanan bukan merupakan dua sifta yang saling bebas. Dua sifat
bebas seperti tekanan dan volume jenis, atau tekanan dan kualitas digunakan
untuk menentukan keadaan dari zat murni.
Sifat sistem, adalah cirri umum dari sistem yang
mempunyai nilai. Nilai sifat ini seringkali dapat diukur secara langsung
seperti tekanan p, volume V, dan suhu T. dalam termodinamika terdapat besaran
yang bukan merupakan sifat sistem kerja dan kalor. Keduanya merupakan sesuatu
yang diterapkan terhadap suatu sistem untuk menghasilkan berbagai perubahan
sifat. Misalkan mula-mula sistem mempunyai suhu T1 kemudian suhunya
dinaikkan menjadi T2. Pemanasan dapat dilakukan pada tekanan
konstan, banyaknya kalor yang diperlukan adalah
yang besarnya sangat bergantung pada lintasan integral
Cp (T). Karena kalor bergantung pada lintasan, kalor bukanlah sifat
sistem.
Sifat sistem digolongkan menjadi dua yaitu ekstensif dan
intensif. Katakan terdapat suatu sistem yang dapat dibagi menjadi beberapa
subsistem atau bagian. Jika harga sifat seluruh sistem sama dengan jumlah harga
sifat subsistem atau bagian, sifat disebut ekstensif,
besaran seperti volume total dan energi total adalah sifat ekstensif. Dan
apabila harga sifat seluruh sistem tidak sama dengan jumlah harga sifat
subsistem atau bagian, sifat ini disebut intensif.
Besaran seperti suhu, tekanan dan rapat massa merupakan sifat intensif.
Sebarang besaran ekstensif apabila dibagi dengan massa
atau jumlah mol menjadi besaran intensif. Pada umumnya persamaan termodinamika
dinyatakan dalam besaran intensif karena persamaan menjadi tidak bergantung
pada massa sistem. Perbandingan antara besaran ekstensif suatu sistem terhadap
massa sistem disebut harga jenis rerata dari sistem. Besaran ekstensif
dituliskan dengan huruf besar dan harga jenis dituliskan dengan huruf kecil.
Spesifikasi keadaan (state) dari sistem termodinamik
bergantung pada sifat-sifat alami dari sistem seperti tekanan, suhu, volume dan
masa.
DAFTAR PUSTAKA
- Khuriati,
Ainie. 2007. Termodinamika.
Yogyakarta:Graha Ilmu.
- http://www.4shared.com/web/preview/pdf/MtoVqO27 ( Di Akses Senin, 10 Maret 2015, Jam 22:50 )
Tidak ada komentar:
Posting Komentar