Contoh:
1. Kerja pada proses perubahan volume yang irreversible. Gambar di samping ini menunjukkan perubahan volume gas secara
spontan apabila
stoper dilepas. Kerja pada proses spontan ini dinyatakan dengan:
W = P
eks
³
2 V
1 V
dV
W = P
eks
V
2
– V
1
..........................................9.20
Gambar 9.10 Proses adiabatis
2. KERJA PADA PROSES PEMULAAN BEBAS EKSPANSI BEBAS
Gambar di bawah ini menunjukkan perubahan volume gas karena mengisi ruang vakum.
Gambar 9.11 Proses pemuaian bebas Setelah kran dibuka, maka gas dari ruang A akan mengalir ke ruang B
yang mula-mula vakum, sehingga volume gas bertambah dari V = V
A
menjadi V = V
A
+ V
B
. Karena P
eks
= 0, maka perubahan volume gas tersebut dikatan sebagai pemuaian bebas dan prosesnya berlangsung
secara spontan. Pada pemuaian bebea besarnya kerja. W = 0, karena P
eks
= 0.
Catatan:
Prinsip pemuaian bebas ini digunakan oleh Gay Lussac dan Joule di dalam percobaannya untuk mengamati perubahan temperatur akibat
perubahan volume. Percobaan dikenal sebagai eksperimen Joule-Gay Lussac.
9.11 KALOR DAN HUKUM TERMODINAMIKA I Kalor
Istilah kalor dipergunakan untuk menyatakan energi yang berpindah. Aliran kalor terjadi karena adanya perbedaan temperatur dan
kalor mengalir dari suatu tempat yang temperaturnya tinggi ke tempat lain yang temperaturnya rendah. Kalor diberi simbol Q dan perubahan
infinitesimalnya dinyatakan dengan
G
Q yang merupakan diferensial tidak eksak seperti halnya
G
W. Suatu sistem yang tidak terisolasi akan menyerap kalor dari
lingkungannya jika temperatur sistem lebih rendah dari temperatur lingkungan, dan sebaliknya sistem akan melepaskan kalor ke
lingkungannya jika temperatur sistem. 9.11.1 PANAS KALOR TRANSFORMASI DAN ENTALPI
Perubahan Fasa
Apabila suatu zat padat dipanaskan terus-menerus pada tekanan tetap maka temperaturnya akan naik terus sampai pada suatu harga
temperatur tertentu di mana temperaturnya menjadi konstan. Pada temperatur konstan tersebut kalor yang diserap zat dipergunakan
seluruhnya untuk melakukan perubahan wujud transformasi fasa. Temperatur zat akan naik lagi apabila seluruh massa zat sudah berubah
wujudnya. Perubahan wujud zat secara skematis dapat digambarkan sebagai berikut:
Proses
1 Æ 2 disebut melebur meleleh yaitu perubahan zat padat
ke cair, dan kebalikannya proses 2 Æ 1 disebut membeku. Proses 3 Æ 4 disebut mendidih yaitu perubahan zat dari cair ke uap dan
kebalikkannya proses 4 Æ 3 di sebut mengembun. Proses 2 Æ 3 adalah proses kenaikan temperatur zat dalam bentuk cairnya secara
isobarik dari titik leburnya T
m
sampai dengan titik didihnya T
b
. Ada beberapa zat yang di dalam pengamatan kita zat tersebut dapat
berubah wujud dari padat langsung menjadi uap, misalnya es kering CO
2
pada dana pada kamper kapur barus. Hal ini disebabkan karena
titik beku dan titik didihnya mempunyai harga yang berdekatan, sehingga bentuk cair dari zat tersebut tidak sempat teramati. Perubahan
zat dari padat ke uap disebut suplimasi.
Gambar 9.12. Diagram H entalpi versus T temperatur Titik lebur suatu zat T
m
adalah harga temperatur pada zat sejumlah zat padat berubah seluruhnya menjadi zat cair jika dipanaskan pada
tekanan konstan. Titik didih suatu zat T
b
adalah harga temperatur pada saat sejumlah zat cair berubah seluruhnya menjadi uap jika dipanaskan pada tekanan
konstan. Banyak panas persatuan massa yang dibutuhkan oleh suatu zat di
dalam proses perubahan wujudnya di sebut kalor transformasi dan diberi simbol l. Satuan l menurut SI adalah Jkg
-1
. Kalor transformasi untuk proses melebur disebut kalor lebur l
m
dan untuk proses mendidih disebut kalor didih atau kalor uap l
b
atau l
v
. Banyaknya kalor yang diperlukan m kg zat untuk melebur seluruhnya,
Q
m
, atau untuk mendidih, Q
b
, dapat dinyatakan dengan: Q
m
= m . l
m
............................................ ...9.21
Q
b
= m . l
b
................................................9.22 Contoh harga T
m
, T
b
, l
m
dan l
b
dari beberapa zat:
