Proses Isotermik atau Isotermal Temperatur Tetap

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 = . . .?