Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
204
b. Proses Isobarik Tekanan Tetap
Kurva usaha pada proses
isobarik ditunjukkan dengan
gambar 9.4 di samping. Besarnya usaha pada proses ini dapat
ditentukan dengan mencari luas daerah di bawah kurva. Misalnya
kita akan menghitung usaha dari V
1
ke V
2
pada gambar 9.4.
Proses Isobarik
Gambar 9.4 Usaha proses isobarik
P 1
2
V
1
V P
V
2
Berdasarkan hukum Boyle-Gay Lussac:
P V T
1 1
1
=
P V T
2 2
2
Pada proses isobarik tekanan gas selalu tetap, P
1
= P
2
, sehingga persamaan hukum Boyle-Gay Lussac menjadi:
V T
1 1
=
V T
2 2
Dengan menggunakan persamaan 9.1 diperoleh besar usaha pada proses isobarik adalah:
W = P . ΔV
W = P V
2
– V
1
. . . 9.6
Keterangan:
V
1
: volume gas pada keadaan awal m
3
V
2
: volume gas pada keadaan akhir m
3
c. Proses Isokhorik Volume Tetap
Kurva usaha pada proses
isokhorik ditunjukkan dengan
gambar 9.5 di samping. Misalnya kita akan menghitung
besarnya usaha pada gambar 9.5. Pada proses isokhorik berlaku
hukum Boyle-Gay Lussac, yaitu:
P V T
1 1
1
=
P V T
2 2
2
Proses Isokhorik
Gambar 9.5 Usaha pada proses isokhorik
P
2
P
1
P
V V
Karena pada proses isokhorik volume awal sama dengan volume akhir,
V
1
= V
2
maka:
P T
1 1
=
P T
2 2
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
205
Pada proses isokhorik tidak terjadi perubahan volume ΔV = 0.
Dengan demikian, usaha yang dilakukan pada proses isokhorik adalah:
W = P . ΔV
W = P . 0 W = 0
. . . 9.7
d. Proses Adiabatik Q = 0
Kurva usaha pada proses
adiabatik ditunjukkan dengan
gambar 9.6. Misalnya kita akan me-
nentukan besar usaha pada gambar 9.6. Pada proses
adiabatik berlaku persamaan berikut.
P
1
.
J
V
1
= P
2
.
J
V
2
. . . 9.8 Apabila dalam proses adiabatik terjadi perubahan keadaan
gas, persamaan 9.8 menjadi: P
1
.
J
V
1
= P
2
.
J
V
2
n R T
V
1 1
.
J
V
1
=
n R T
V
2 2
.
J
V
2
T
1
.
J
V
1
= T
2
.
J
V
2
. . . 9.9
Keterangan:
P
1
: tekanan sebelum proses Pa P
2
: tekanan setelah proses Pa T
1
: suhu sebelum proses K T
2
: suhu setelah proses K ã
: konstanta Laplace =
c c
p v
c
P
: kalor jenis gas pada tekanan tetap Jkg.°C atau Jkg.K c
V
: kalor jenis gas pada volume tetap Jkg.°C atau Jkg.K
Usaha yang dilakukan pada proses adiabatik hanya di- gunakan untuk mengubah energi dalam. Secara matematis usaha
tersebut dinyatakan sebagai berikut. W = –
ΔU . . . 9.10
Adiabatik
Gambar 9.6 Usaha pada proses adiabatik
P P
1
P
2
V
1
V
2
V 1
2
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
206
Dengan menggunakan persamaan 9.10, kita dapat menentukan usaha pada gas monoatomik, diatomik, dan
poliatomik. Usaha pada gas monoatomik dirumuskan:
W = –
3 2
. n . R . ΔT
W = –
3 2
. n . R . T
2
– T
1
W =
3 2
. n . R . T
1
– T
2
. . . 9.11 Usaha pada gas diatomik dirumuskan:
W = –
5 2
. n . R . ΔT
W = –
5 2
. n . R . T
2
– T
1
W =
5 2
. n . R . T
1
– T
2
. . . 9.12 Usaha pada gas poliatomik dirumuskan:
W = –
6 2
. n . R . ΔT W = –
6 2
. n . R . T
2
– T
1
W =
6 2
. n . R . T
1
– T
2
. . . 9.13 Untuk lebih jelasnya, pelajarilah contoh soal berikut
Contoh Soal
Suatu sistem yang berisi empat mol gas diatomik mengalami proses adiabatik pada suhu 527 K hingga 753 K. Jika
R = 8,317 Jmol.K, tentukan usaha yang dilakukan oleh sistem tersebut
Penyelesaian:
Diketahui: n
= 4 mol T
1
= 527 K T
2
= 753 K R = 8,317 Jmol.K
Ditanyakan: W = . . .?