30
BAB V. GAS IDEAL
5.1. ENERGI INTERNAL GAS KOEFISIEN JOULE
Dari hukum pertama termodinamika, mengingat Q dan W nol, maka energi internalnya tidak berubah selama pemuaian bebas.
Koefisien joule efek pemuaian bebas mengukur kuantitas :
U
V
. Pada umumnya, energi gas merupakan fungsi setiap dua koordinat P, V, θ.
Kasus I : U merupakan fungsi θ, V, diperoleh :
dV V
U d
U dU
V
Jika tidak ada perubahan suhu dθ = 0 pada pemuaian bebas dU = 0, berarti
V U
, atau dengan perkataan lain U tidak bergantung pada V. Kasus II:
U merupakan fungsi θ, P, diperoleh :
dP P
U d
U dU
P
Jika tidak ada perubahan suhu dθ = 0 pada pemuaian bebas dU = 0, berarti
P U
, atau dengan perkataan lain U tidak bergantung pada P. Jadi, jika tidak ada perubahan suhu ketika terjadi pemuaian bebas, maka U tidak
bergantung pada V dan P, dan U hanya bergantung pada θ.
5.2. PERSAMAAN GAS IDEAL GAS SEJATI
Definisi gas ideal : Tekanan mendekati nol tekanan rendah sekali atau kevakuman tinggi sekali, di mana
energi internal gas ideal merupakan fungsi tekanan maupun suhu. Persamaan gas ideal dirumuskan :
nR PV
gas ideal 5.1
P U
gas ideal 5.2
31 Persyaratan bahwa
P U
dapat ditulis dengan cara lain, diperoleh :
V
P P
U V
U
, karena :
V P
V nR
V P
2
, 5.3
sehingga hasilnya tidak nol, sedangkan
P U
, maka untuk gas ideal
V U
gas ideal 5.4
saja fungsi
U
gas ideal 5.5
Untuk proses kausi statik infinitesimal dari sistem hidrostatik, hukum pertama termodinamika :
PdV dU
dQ
V V
U C
Dalam kasus khusus untuk gas ideal, U merupakan fungsi dari θ saja, sehingga turunan parsial terhadap θ sama dengan turunan totalnya. Jadi
d dU
C
V
Diperoleh :
PdV d
C dQ
V
gas ideal 5.6
Berdasarkan :
nR PV
, untuk proses kuasi statik infinitesimalnya diperoleh :
dP V
d nR
dV P
d nR
dP V
dV P
Dengan menyulihkan ke dalam persamaan 5.6 diperoleh :
dP V
d nR
d C
dQ
V
dP V
d nR
C dQ
V
Dibagi dθ diperoleh :
d dP
V nR
C d
dQ
V
Pada tekanan tetap dP = 0 dperoleh :
d V
nR C
d dQ
V P
nR C
C
V P
gas ideal 5.7
Lalu :
dP V
d C
dQ
P
gas ideal 5.8
32
5.3. PROSES ADIABATIK KUASI-STATIK
Kategori