279
Fisika SMAMA XI
P
1
, V
1
P
2
, V
2
Gambar 9.2 Usaha pada berbagai proses dari
keadaan P
1
V
2
menjadi P
1
V
2
. Usaha adalah luas- luasan yang diarsir.
Besarnya usaha tergan- tung pada prosesnya,
tampak luas luasan yang diarsir berbeda meskipun
memiliki titik akhir dan titik awal yang sama.
v v
p P
2
, V
2
=V
2
P
3
, V
2
= V
3
P
4
, V
4
=V
3
P
4
, V
4
=V
3
P
1
, V
2
p
Besarnya usaha tergantung pada proses yang dilakukan, atau lintasan yang dilakukan. Satuan untuk usaha adalah Joule,
seringkali dinyatakan dalam liter atm. 1 l.atm = 10
-3
m
3
101,3 u 10
3
Nm
2
= 101,3 J
1. Usaha pada Tekanan Tetap
Bila kita mengatur agar P konstan maka proses yang terjadi kita namakan proses isobarik. Tinjau tabung di atas gambar
9.1, jika P konstan kemudian suhu kita ubah, maka akan terjadi perubahan volume.
Persamaan keadaan pada proses isobarik adalah:
.... 3
Diagram PV pada proses isobarik ditunjukkan Gambar 9.3a
Gambar 9.3 a Diagram PV pada proses isobarik,
W adalah luasan yang diarsir. b Diagram PV
pada proses isokhorik, W=0. c Diagram PV
pada proses isotermik W adalah luasan yang diarsir
a b c P
P
1
, V
1
P
2
, V
2
V P
V P
V P
2
, V
2
= V
1
P
1
, V
1
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XI
280
2. Usaha pada Suhu Tetap
Proses dengan suhu konstan disebut proses isotermal. Persamaan keadaan pada proses isotermal adalah:
Kaitan antara P dan V adalah .
Tinjaulah tabung pada Gambar 9.1. Jika semula tutup kita tekan, atau kita beri gaya sehingga memiliki tekanan
P
1
,volume V
1,
kemudian suhunya kita perbesar lalu kita jaga agar suhunya tetap. Bila gaya kita lepaskan, tutup akan
bergeser sehingga volumenya berubah menjadi V
2
, atau gas melakukan usaha. Tekanannya juga berubah menjadi P
2
. Usaha yang dilakukan gas adalah luas daerah di bawah kurva
PV atau kita dapat menghitungnya. Besarnya usaha yang dilakukan gas adalah:
W = P V .... 4
W adalah luasan yang diarsir pada Gambar 9.3a. Jika selama proses volumenya membesar maka usahanya positif,
artinya gas melakukan usaha. Jika selama proses volume gas mengecil maka usaha dilakukan pada gas.
Contoh Soal 1
4 liter gas ideal pada tekanan 2 atm dipanaskan sehingga volumenya mengembang dengan tekanan konstan sampai mencapai 6 l. Berapa usaha
yang dilakukan oleh gas?
Penyelesaian : Diketahui :
V = 4 l, P
1
= 2 atm, V
2
= 6 l Jawab :
Usaha pada tekanan konstan W = P
V = 20 6-4 = 4 atm.l
Di unduh dari : Bukupaket.com
281
Fisika SMAMA XI
.... 5
.... 6 Gambar diagram PV dan usaha yang dilakukan gas
ditunjukan pada Gambar 9.3c.
3. Proses dengan Volume Tetap