Proses Diagram P-V Mikrajuddin Abdullah Fisika Dasar I 2016

Bab 12 Gas dan Termodinamika 972 lagi perubahan pada variable-variabel termodinamika gas. Selama gas mengalami suatu proses, persamaan tersebut tidak berlaku. Dengan demikian, selama proses berlangsung, kita tidak dapat menentukan tekanan meskipun suhu dan volum diketahui karena tidak ada persamaan yang dapat dipakai. Namun, jika proses yang terjadi berlangsung sangat lambat, maka setiap saat kita dapat menganggap gas seolah-olah berada dalam keadaan statik. Proses yang demikian disebut proses kuasistatik. Selama proses kuasistatik persamaan gas dapat digunakan. Dengan demikian, selama proses berlangsung kita dapat menghitung volume gas jika tekanan dan suhunya diketahui. Pada bagian selanjutnya, semua proses yang akan kita bahas dianggap berlangsung secara kuasistatik.

12.14 Diagram P-V

Dalam termodinamika, keadaan gas maupun proses yang dialami gas lebih sering digambarkan dalam diagram P-V. Diagram ini terdiri dari sumbu volum gas arah datar dan sumbu tekanan gas arah vertikal. Satu keadaan yang dimiliki gas diwakili oleh satu titik pada diagram P-V Gambar 12.11. Titik yang berbeda mengandung informasi tekanan, suhu, atau volum yang berbeda sehingga mewakili keadaan yang berbeda. V [m 3 ] P [Pa]  P 1 ,V 1 ,T 1  P 3 ,V 3 ,T 3  P 2 ,V 2 ,T 2 Gambar 12.11 Titik yang berbeda dalam diagram P-V menggambarkan keadaan yang berbeda. Bab 12 Gas dan Termodinamika 973 V [m 3 ] P [Pa]  P 1 ,V 1 ,T 1  P 3 ,V 3 ,T 3  P 2 ,V 2 ,T 2 Gambar 12.12 Proses yang berlangsung pada gas diwakili oleh sebuah kurva. Jika gas mengalami proses kuasistatik dari satu keadaan ke keadaan lainnya, maka proses tersebut direpresentasikan oleh sebuah kurva yang menghubungkan titik awal keadaan awal dan titik akhir keadaan akhir pada diagram P-V Gambar 12.12. Keadaan gas selama proses ditentukan oleh nilai P,V, dan T pada titik-titik sepanjang kurva.

12.15 Proses-Proses Khusus

Dengan bantuan diagram P-V kita akan bahas beberapa proses khusus, yang memiliki kurva yang khas pada diagram P-V. Proses Isokhorik Proses isokhorik adalah proses yang berlangsung pada volum tetap. Jika digambarkan pada diagram P-V, kurva proses isokhorik adalah kurva tegak Gambar 12.13. Contoh proses ini adalah proses yang berlangsung pada gas dalam wadah tertutup yang volumnya tidak berubah selama proses berlangsung. Bab 12 Gas dan Termodinamika 974 V [m 3 ] P [Pa]  P 1 ,V 1 ,T 1  P 2 ,V 2 ,T 2  P 1 ,V 1 ,T 1  P 2 ,V 2 ,T 2 Gambar 12.13 Proses isokhorik: a tekanan mengalami pertambahan b tekanan mengalami pengurangan. Proses isobarik Proses isobarik adalah proses yang berlangsung pada tekanan tetap. Jika digambarkan pada diagram P-V, kurva proses isobarik adalah kurva mendatar Gambar 12.14. Contoh proses ini adalah proses yang berlangsung dalam wadah yang dilengkapi sebuah piston di bagian atasnya. Piston tersebut dapat bergerak. Piston tersebut mendapat tekanan dari udara luar atmosfer sehingga nilainya konstan. Dengan demikian, tekanan dalam gas juga konstan. Proses isotermal Proses isotermal adalah proses yang berlangsung pada suhu tetap. Dengan menggunakan persamaan gas ideal, P = nRTV, maka P berbanding terbalik dengan V. Jika digambarkan pada diagram P-V, kurva proses isotermal tampak pada Gambar 12.15. Contoh proses ini adalah proses yang berlangsung dalam wadah logam di mana wadah tersebut dicelupkan dalam air yang voumenya sangat besar. Karena volume air yang sangat besar, maka selama proses berlangsung suhu air dapat dianggap konstan sehinagg suhu gas dalam wadah juga dianggap konstan. Juga proses ini dapat dihasilkan dengan memasang pemanas otomatik yang bisa mengontrol suhu sehingga konstan.