Usaha dan Proses-Proses dalam Termodinamika

USAHA DAN PROSES-PROSES DALAM TERMODINAMIKA


 

Termodinamika merupakan salah satu ilmu fisika yang membahas tentang suhu, kalor, dan besaran lain yang berkaitan. Dalam termodinamika dikenal dua istilah yang sangat berkaitan yaitu sistem dan lingkungan. Sistem merupakan sekumpulan benda yang akan diteliti. Lingkungan merupakan semua yang ada di sekitar benda. Ada dua macam sistem, yaitu sistem tertutup dan sistem terbuka. Sistem tertutup yaitu sistem yang tidak ada massa yang masuk atau keluar. Sistem terbuka yaitu sistem yang ada massa atau energi yang masuk maupun keluar.




  1. Usaha


Usaha dapat diperoleh dengan mengubah keadaan suatu gas. Usaha yang dilakukan gas sebesar:

W = F s

= p A s

Oleh karena A s = ΔV, maka:

W = p ΔV

Keterangan:

W             = usaha (J)

p               = tekanan (N/m2)

ΔV            = perubahan volume (m3)

Jika           W(+) → gas melakukan usaha (V2 > V1)

W(-) → gas menerima usaha dari luar (V2 > V1)

  1. Proses-Proses dalam Termodinamika


Ada beberapa proses yang berhubungan dengan usaha berkaitan dengan perubahan volume, suhu, tekanan, dan energi dalam gas. Proses-proses tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.

  1. Isobarik


Isobarik merupakan proses perubahan keadaan sistem pada tekanan tetap. Usaha yang dilakukan adalah:

W = p(V2 – V1)

Keterangan:

V1       = volume awal proses (m3)

V2       = volume akhir proses (m3)

  1. Isotermik


Isotermik merupakan perubahan keadaan sistem pada suhu tetap. Usaha yang dilakukan sistem adalah:

 

 

  1. Isokhorik


Isokhorik merupakan suatu proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap. Usaha dapat dinyatakan:

W = p ΔV = p(0) = 0

  1. Adiabatik


Adiabatik merupakan proses perubahan sistem tanpa ada kalor yang masuk maupun keluar. Dalam proses adiabatik ada beberapa persamaan, yaitu:

 

 

eterangan:

γ         = konstanta Laplace

cp        = kelor jenis gas pada tekanan tetap (J/kg K)

cv        = kalor jenis gas pada volume tetap (J/kg K)

Usaha yang dilakukan dalam proses adiabatik hanya untuk mengubah energi dalam. Besarnya usaha dapat dinyatakan dengan:

)

 

engan cv* = kalor jenis molar pada volume tetap.

 

Contoh Soal:

Sebuah mesin diesel nisbah kompresinya 12 : 1. Volume awal 2 liter pada tekanan 2 x 105 Pa dan suhu 30oC. Jika konstanta Laplace 1,4. Berapakah tekanan akhirrnya ?

Penyelesaian:

Diketahui:     V2        = 1/12 V1

V1        = 2 L

p1         = 2 x 105 Pa

T1         = 30oC

γ          = 1,4

Ditanyakan:  p2

Jawab:

 

=  = ( 2 x 105 Pa)

= (2 x 105 Pa)(12)1,4 = 6,48 x 106 Pa

Tekanan akhir mesin diesel sebesar 6,48 x 106 Pa

 

 

 

 

 

Related Posts :

0 Response to "Usaha dan Proses-Proses dalam Termodinamika"

Posting Komentar