termodinamika

Termodinamika – Rumus Usaha Dan Proses Dalam Termodinamika Lengkap Pembahasan Soal

Posted on

Pada zaman modern sekarang ini, kita pasti sudah sangat akrab dengan Air Conditioner (AC). Air Conditioner (AC) adalah sistem atau mesin yang dirancang untuk menstabilkan suhu udara dan kelembapan suatu area. Alat ini dapat digunakan untuk mendinginkan suhu ruangan sesuai keinginan. Cara kerja AC berkaitan pada materi termodinamika. Bagaimana cara kerja AC sehingga bisa menghasilkan udara yang nyaman bagi kehidupan kita? Besaran apa yang terlibat pada proses yang terjadi di AC? Simaklah uraian berikut.

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. Adapun 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.

Usaha Dalam Termodinamika

Usaha dapat diperoleh dengan mengubah keadaan suatu gas. Sebagai contoh jika terjadi perubahan posisi piston seluas A akibat gaya tekan F. Telah Anda pelajari bahwa tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja tiap satuan luas (p = F/A). Oleh karena piston berpindah posisi sebesar ∆h, usaha yang dilakukan gas sebesar:

W = F∆h

= p A ∆h

a2

Hasil kali antara luas penampang dengan ketinggian tak lain adalah volume benda (V = ∆h). Jadi, A∆h = AV. Dengan demikian, persamaan di atas menjadi sebagai berikut.

W = p ∆V

Keterangan:
W = usaha (J)
p = tekanan (N/m2)
∆V = perubahan volume (m3)

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 pada proses isobarik adalah luas daerah yang diarsir pada Gambar dibawah ini. Usaha yang dilakukan adalah:

a1


W = p (∆V  = p(V2 – V1)

Keterangan :
V1 = volume awal proses (m3)
V2 = volume akhir proses (m3)
P = tekanan gas (N/m2)

2. Isotermik

Isotermik merupakan perubahan keadaan sistem pada suhu tetap. Usaha yang dilakukan sistem merupakan luas di bawah grafik p – V pada Gambar  dibawah ini. Usaha pada proses isotermik dirumuskan sebagai berikut.

a3

a6

Keterangan :
n = jumlah mol
R = 8,314 J/mol K
T = suhu mutlak (K)
V2 = volume akhir (m3)
V1 = volume awal (m3)

3. Isokhorik

Isokhorik merupakan suatu proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap. Grafik p-V pada proses isobarik dinyatakan oleh Gambar berikut. Usaha pada proses isokhorik bernilai nol karena volume sistem tidak beruah.

a4   W = p ∆V = p(0) = 0

 

4. Adiabatik

Adiabatik merupakan proses perubahan sistem tanpa ada kaloryang masuk maupun keluar. Persamaan yang berlaku pada proses adiabatik sebagai berikut.

a5

P1 V1ʸ = p2 V2ʸ

T1 V1Ƴ-1 = T2 V2Ƴ-1

Keterangan :
Ƴ = konstanta Laplace
Cp = kalor jenis gas pada tekanan tetap (J/kg K)
Cv = kalor jenis gas pada volume tetap (j/kg K)


Contoh Soal !

1. Sebuah mesin diesel nisbah kompresinya 12 : 1. Volume awal 2 liter pada tekanan 2 x 105 Pa dan suhu 30° Jika konstanta laplace 1,4 . brapakah tekanan akhirnya?

Penyelesaian:

Diketahui :
V2 = ½
T1 = 30°C
V1 = 2 L
Ƴ = 1,4
P1 = 2 x 105 Pa

Ditanyakan : p2

Jawab:

a7

Tekanan akhir mesin diesel sebesar 6,48 x 106 pa

Demikian penjelasan yang bisa kami sampaikan tentang Ternodinamika – Rumus Usaha Dan Proses Proses Dalam Termodinamika Lengkap Pembahasan Soal. Semoga postingan ini bermanfaat bagi pembaca dan bisa dijadikan sumber literatur untuk mengerjakan tugas. Sampai jumpa pada postingan selanjutnya.


Baca postingan selanjutnya: