KELAS OLIMPIADE SAINS

Kamis, 28 Juli 2022

Proses dalam Termodinamika

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

dan

 
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