Fisika Kelas XI
280
kspedisi
E E
Kalian telah mempelajari hukum-hukum yang berlaku pada gas ideal di bab sebelumnya.
Gambarkan grafik hubungan tekanan p dan volume V untuk setiap hukum yang berlaku
pada gas ideal. Cocokkan hasilnya dengan hasil teman lain.
4.
Proses-proses Termodinamika
Kalian masih ingat persamaan gas menurut Hukum Boyle, Hukum Charles, dan Hukum Gay Lussac? Coba kalian buka kembali materi Teori
Kinetik Gas di bab sebelumnya. Boyle, Charles, dan Gay Lussac menyeli- diki perilaku gas jika salah satu variabel dibuat tetap. Boyle menyelidiki
perilaku gas jika suhunya dibuat tetap. Charles menyelidiki perilaku gas jika tekanan dibuat tetap. Sementara Gay Lussac menyelidiki perilaku
gas jika volume dibuat tetap. Untuk mengingat kembali materi pada bab sebelumnya, kerjakan
Ekspedisi berikut.
Keadaan-keadaan yang dibuat oleh oleh Boyle, Charles, dan Gay Lus- sac tersebut dapat terjadi dalam proses termodinamika. Secara garis besar,
proses-proses termodinamika dibagi menjadi 4 macam, yaitu isotermik, isokhorik, isobarik, dan adiabatik. Bagaimanakah karakteristik keempat
proses termodinamika tersebut? Mari kita bahas satu per satu keempat proses tersebut.
a. Proses Isotermik
Kalian masih ingat bunyi Hukum Boyle? Hukum Boyle menyatakan bahwa pada suhu konstan tekanan gas berbanding terbalik dengan
volumenya. Keadaan yang sesuai dengan Hukum Boyle disebut isotermik. Isotermal. Jadi, proses isotermik adalah proses perubahan keadaan
sistem pada suhu tetap. Menurut Hukum Boyle, pada proses ini berlaku persamaan berikut.
P V = konstan Suhu pada proses isotermik dipertahankan tetap, sehingga Δ
T = 0. Dari persamaan
Δ Δ
U nR T
= 3
2 , didapatkan Δ
U = 0. Berdasarkan persa- maan perubahan energi dalam
ΔU Q W =
− , didapatkan bahwa usaha
yang dilakukan sama dengan jumlah kalor yang diberikan. Jadi, pada proses isotermik berlaku persamaan berikut.
ΔU = 0 dan
Q W =
Jika suhu sistem dijaga konstan, berapa besar usaha yang dilakukan? Pada penjelasan sebelumnya, kita telah mendapatkan persamaan usaha
yang dilakukan sistem jika tekanan P dan volume V berubah setiap
saat. Usaha pada keadaan ini dinyatakan dengan persamaan berikut.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Termodinamika
281
W P dV
=
∫
V V
1 2
Dengan mensubstitusikan persamaan P
nRT V
= , didapatkan
persamaan berikut. W
nRT V
dV W
nRT dV
V =
=
∫ ∫
V V
V V
1 2
1 2
W nRT
= ⎛
⎝ ⎜
⎞ ⎠
V V
2 1
ln ⎟⎟
Grafik hubungan tekanan P dan volume V pada proses isotermik
dapat kalian lihat pada Gambar 8.3. Dari grafik tersebut, usaha yang di- lakukan sistem dinyatakan dengan luas daerah di bawah kurva daerah
yang diarsir.
b. Proses Isokhorik
Setelah membahas proses termodinamika pada suhu tetap, sekarang kita akan membahas proses pada volume tetap. Hukum yang menjelas-
kan perilaku gas pada volume tetap adalah Hukum Gay Lussac. Menurut hukum Gay Lussac, jika volume dijaga konstan, maka tekanan gas akan
berbanding lurus dengan suhu gas. Keadaan gas jika volumenya dibuat tetap disebut keadaan isokhorik. Sementara proses perubahan sistem pada
volume tetap disebut proses isokhorik.
Pada proses isokhorik, sistem tidak mengalami perubahan volume, walaupun sejumlah kalor memasuki atau keluar sistem. Ini memberikan
pengertian bahwa sistem tidak melakukan atau menerima usaha. Dengan kata lain, usaha yang dilakukan sistem atau yang dilakukan lingkungan
pada sistem sama dengan nol W = 0. Grafik hubungan tekanan dengan
volume untuk proses isokhorik dapat kalian lihat pada Gambar 8.4. Jadi, pada proses isokhorik berlaku persamaan:
W = 0 dan
ΔU = Q
c. Proses Isobarik
