ABUALFATIH.COM. Halo sobat abualfatih.com! Masih penasaran dengan termodinamika? yuk kita bahas materi lanjutan dari termodinamika. Kali ini kita akan membahas tentang proses termodinamika.
Gas yang berada dalam ruang tertutup dapat diubah keadaanya dengan melalui beberapa proses, yang disebut proses termodinamika. Proses termodinamika terbagi atas empat, yaitu:
Proses Isobarik adalah proses yang berlangsung pada tekanan yang sama (Tekanan Tetap). Dalam grafik, proses isobarik ditampilkan pada gambar
Dari grafik di atas pada tekanan yang sama (P1 = P2), volume gas berubah dari V1 menjadi V2. Usaha yang dilakukan gas pada proses isobar adalah :
\fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} W=P.\Delta V = P. (V_{2}-V_{1})}$} \fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} W=n.R. (T_{2}-T_{1})}$}Karena tekanan sama dan suhu berubah T1 menjadi T2, maka berlaku hukum Charles:
\fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} V_{1}/T_{1}=V_{2}/T_{2}}$}Keterangan:
W = Usaha gas (J)
P = tekanan gas (Pa)
V1= Volume gas mula-mula (m3)
V2= Volume gas akhir (m3)
T1=Suhu gas mula-mula (K)
T2=Suhu gas akhir (K)
Proses Isokhorik adalah proses yang berlangsung pada volume tetap (volume sama). Grafik isokhorik dapat dilihat pada gambar berikut:
Dari grafik di atas pada volume yang sama (V1 = V2), tekanan gas berubah dari P1 menjadi P2. Usaha yang dilakukan gas pada proses isovolume adalah sama dengan nol.
\fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} W=P.\Delta V = P. (V_{2}-V_{1})=0}$}Karena tekanan sama dan suhu berubah dari T1 menjadi T2, maka berlaku hukum GayLussac :
\fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} P_{1}/T_{1}=P_{2}/T_{2}}$}
Keterangan:
W = Usaha gas (J)
P1= Tekanan mula-mula (Pa)
P2= Tekanan akhir (Pa)
T1=Suhu gas mula-mula (K)
T2=Suhu gas akhir (K)
Proses Isothermik adalah proses termodinamika yang berlangsung pada suhu tetap.
Grafik proses isothermik digambarkan sebagai berikut :
Dari grafik di atas pada suhu yang sama (T1 = T2), volume gas berubah dari V1 menjadi V2 dan tekananya berubah dari P1 menjadi P2. Usaha yang dilakukan gas pada proses isothermal adalah :
\fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} W=nRT\ln \frac{V_{2}}{V_{1}}}$}Keterangan:
n = mol
R = tetapan gas umum (R = 8314 J/kmol.K =8,314 J/mol.K = 0,082 liter.atm/mol.K)
T = suhu gas (K)
Karena tekanan sama dan suhu berubah dari T1 menjadi T2, maka berlaku hukum Boyle :
\fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} P_{1}V_{1} = P_{2}V_{2}}$}
Proses adiabatik adalah proses perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk maupun kalor yang keluar dari sistem (Q = 0). Grafik tekanan gas (P) terhadap volume (V) adalah sebagai berikut :
Dari grafik di atas pada suhu yang sama (T1 = T2), volume gas berubah dari V1 menjadi V2 dan tekananya berubah dari P1 menjadi P2. Usaha yang dilakukan gas pada proses isothermal adalah :
\fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} W= \frac{1}{\gamma -1}(P_{1}V_{1} - P_{2}V_{2})}$}Karena tekanan sama dan suhu berubah dari T1 menjadi T2, maka berlaku hukum Poisson :
\fcolorbox{YellowGreen}{YellowGreen}{${\color{black} P_{1}V_{1}^{\gamma} = P_{2}V_{2}^{\gamma}}$}Keterangan:
\gamma =Tetapan Laplace
Gamma adalah konstanta laplace yang menunjukkan perbandingan kapasitas panas pada tekanan tetap tehadap kapasitas panas pada volume tetap.
Untuk lebih memahami tentang proses termodinamika, kalian bisa menyimak contoh soal dan pembahasan berikut.
1. Sebuah tabung tertutup yang volumenya 300 liter berisi gas bertekanan 6 atm. Hitung usaha yang dilakukan oleh gas jika pada tekanan tetap gas memampat sehingga volumenya menjadi ½ kali semula!
Pembahasan
Diketahui:
V1= 300 liter = 300 x 10-3 m3 = 0,3 m3
V2= ½ V1 = ½ . 300 liter = 150 x 10-3 m3 = 0,15 m3
P = 6 atm = 6×105 Pa
Ditanyakan:
W = ….?
Penyelesaian:
Terjadi proses isobarik, maka usaha yang dilakukan gas adalah:
W=P.\Delta V = P. (V_{2}-V_{1})W = 6×105 Pa (0,15 m3-0,3 m3)=-0,9 x 105 J = -90 kJ
2. Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobarik hingga volume akhirnya menjadi 3,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut! (1 atm = 1,01 x 105 Pa)
Pembahasan
Diketahui:
V1= 2,0 m3
V2= 3,5 m3
P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa
Ditanyakan:
W = ….?
Penyelesaian:
W=P.\Delta V = P. (V_{2}-V_{1})W = 2,02×105 Pa (3,5 m3-2,0 m3)=3,03 x 105 J = 303 kJ
Nah? Sobat abualfatih.com sekarang sudah paham kan tentang proses termodinamika. Jika masih penasaran dengan termodinamika, yuk kepoin materi fisika yang lain di abualfatih.com. Semoga bermanfaat.
Tinggalkan Balasan