Fakta, Konsep, dan Berbagai Pembahasan Mengenai Termodinamika
Daftar Isi:
2. Proses dalam Termodinamika
Anda telah mengenal tiga proses, yaitu isotermal, isobarik, dan isokhorik. Proses yang keempat adalah proses adiabatik. Usaha yang terdapat pada gas yang mengalami proses-proses termodinamika tersebut akan diuraikan sebagai berikut.
a. Proses Isotermal
Proses isotermal adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap. Menurut Hukum Boyle, proses isotermal dapat dinyatakan dengan persamaan
atau
Dalam proses ini, tekanan dan volume sistem berubah sehingga persamaan
tidak dapat langsung digunakan. Untuk menghitung usaha sistem dalam proses isotermal ini digunakan cara integral. Misalkan, pada sistem terjadi perubahan yang sangat kecil sehingga persamaan usahanya dapat dituliskan sebagai
Jika Persamaan (9–3) diintegralkan maka dapat dituliskan
Dari persamaan keadaan gas ideal diketahui bahwa
Oleh karena itu, integral dari Persamaan (9–3) dapat dituliskan menjadi
Jika konstanta n R, dan besaran suhu (T) yang nilainya tetap dikeluarkan dari integral, akan diperoleh
prima.fisikasiswa.com
b. Proses Isokhorik
Proses isokhorik adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada volume tetap. Menurut Hukum Gay-Lussac proses isokhorik pada gas dapat dinyatakan dengan persamaan
atau
Oleh karena perubahan volume dalam proses isokhorik
maka usahanya
c. Proses Isobarik
Proses isobarik adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada tekanan tetap. Menurut Hukum Charles, persamaan keadaan gas pada proses isobarik dinyatakan dengan persamaan
atau
Oleh karena volume sistem berubah, sedangkan tekanannya tetap, usaha yang dilakukan oleh sistem dinyatakan dengan persamaan
d. Proses Adiabatik
Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada kalor (Q) yang masuk atau keluar dari sistem (gas). Proses ini dapat dilakukan dengan cara mengisolasi sistem menggunakan bahan yang tidak mudah menghantarkan kalor atau disebut juga bahan adiabatik. Adapun, bahan- bahan yang bersifat mudah menghantarkan kalor disebut bahan diatermik
Proses adiabatik ini mengikuti persamaan Poisson sebagai berikut
atau
Oleh karena persamaan gas ideal dinyatakan sebagai
maka Persamaan (9–4) dapat ditulis
dengan
adalah kapasitas kalor gas pada tekanan tetap dan
adalah kalor gas pada volume tetap. Perhatikan diagram p – V pada Gambar 9.7.
Dari kurva hubungan p – V tersebut, Anda dapat mengetahui bahwa:
1) Kurva proses adiabatik lebih curam daripada kurva proses isotermal.
2) Suhu, tekanan, maupun volume pada proses adiabatik tidak tetap.
Oleh karena sistem tidak melepaskan atau menerima kalor, pada kalor sistem proses adiabatik Q sama dengan nol. Dengan demikian, usaha yang dilakukan oleh sistem hanya mengubah energi dalam sistem tersebut. Besarnya usaha pada proses adiabatik tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut.
prima.fisikasiswa.com
