Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
216
a. penambahan energi dalam,
b. usaha luar yang dilakukan
3. Gas nitrogen bermassa 5 kg dinaikkan suhunya dari 10 °C menjadi
130 °C pada volume tetap. Jika c
v
= 7,41 × 10
2
Jkg.K dan c
p
= 1,04 × 10
3
Jkg.K, hitunglah: a.
usaha luar yang dilakukan, b.
penambahan energi dalam, c.
panas yang ditambahkan 4.
Perbandingan kompresi sebuah mesin diesel
V V
1 2
kurang lebih sebesar 156. Jika pada permulaan gerak pemampatan silinder-
nya berisi udara sebanyak 2 mol pada tekanan 15 Nm
2
dan suhu 247 °C, hitunglah tekanan dan suhu pada akhir gerak
5. Suatu volume gas nitrogen sebesar 22,4 liter pada tekanan
10
5
Nm
2
dan suhu 0 °C dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi
1 10
volume awal. Carilah: a.
tekanan akhirnya, b.
suhu akhirnya, c.
usaha yang dilakukan Diketahui pula bahwa
Mr = 28 grammol, γ = 1,4, dan c
v
= 741 Jkg.K.
Gambar 9.9 Usaha dalam suatu siklus
P P
1
P
2
V
1
V V
2
P
2
, V
1
P
2
, V
2
P
1
, V
1
B. Siklus Termodinamika dan Hukum II Termodinamika
Proses-proses yang terjadi dalam Termodinamika dapat digabungkan menjadi suatu siklus tertentu. Siklus ini akan menghasilkan usaha yang
lebih besar dibandingkan usaha yang dihasilkan oleh masing-masing proses Termodinamika. Berikut ini akan kita bahas lebih jauh tentang
siklus Termodinamika, pelajarilah dengan saksama
1. Siklus Termodinamika
Suatu mesin yang dapat mengubah seluruh kalor yang diserapnya menjadi usaha secara terus-
menerus belum pernah ada. Mesin yang ada hanya mampu mengubah kalor menjadi usaha melalui satu
tahap saja, misalnya proses isotermik.
Agar suatu sistem dapat bekerja terus-menerus dan mampu mengubah kalor menjadi usaha maka
harus ditempuh cara-cara tertentu. Perhatikan gambar 9.9 di samping
a. P
1
, V
1
gas mengalami proses isotermik sampai P
2
, V
2
.
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
217
b. Proses isobarik mengubah sistem dari
P
2
, V
2
sampai P
2
, V
1
. c.
Proses isokhorik membuat sistem kembali ke P
1
, V
1
. Usaha yang dilakukan oleh sistem di atas sama dengan luas
bagian gambar yang diarsir. Pada akhir proses sistem kembali ke keadaan semula. Ini berarti pada akhir siklus energi dalam sistem
sama dengan energi dalam semula ΔU = 0. Untuk melakukan usaha
secara terus-menerus, sistem tersebut harus bekerja dalam suatu siklus.
Jadi, siklus
adalah suatu rantai proses yang berlangsung sampai kembali ke keadaan semula. Luas siklus merupakan usaha
netto. Bila siklus berputar ke kanan, usahanya positif. Bila siklus berputar
ke kiri usahanya negatif. W
AB
= positif W
BA
= negatif W
netto
= W
AB
– W
BA
Siklus
P
P
1
P
2
A B
Gambar 9.10 Siklus AB
V
Gambar 9.11 berikut menunjukkan kurva berbagai macam siklus Termodinamika.
Gambar 9.11 Berbagai macam siklus
B
A II
I P
V
aaaaaaaa aaaaaaaa
aaaaaaaa aaaaaaaa
aaaaaaaa aaaaaaaa
aaaaaaaa
P 3
4 2
1
V
1
V
2
V P
A T
1
B
C T
2
V
Berikut ini adalah berbagai macam siklus yang ada dalam siklus Termodinamika.
a. Siklus Carnot
Berdasarkan sifatnya siklus dibagi menjadi dua, yaitu siklus
reversible dapat balik dan siklus
irreversible tidak dapat balik. Siklus Carnot termasuk siklus
reversible dapat balik. Siklus Carnot dibatasi oleh garis
lengkung isotermik dan dua garis leng- kung adiabatik. Hal ini memungkinkan se-
luruh panas yang diserap input panas
diberikan pada satu suhu panas yang
B Q
1
A
Q
2
D P
C
Gambar 9.12 Siklus mesin pemanas Carnot
V V
4
V
3
V
2
V
1
