56
B. USAHA dan HUKUM TERMODINAMIKA 1
1. Usaha
Usaha dihasilkan oleh perubahan volume sistem akibat proses pemanasan.
V P
W ∆
⋅ =
1 2
V V
V −
= ∆
,
Jadi
1 2
V V
P W
− ⋅
= W : usaha Joule
P : tekanan Pa atau Nm
2
∆ V : perubahan volume m
3
V
1
: volume awal m
3
V
2
: volume akhir m
3
Usaha Pada Grafik P-V
Besarnya usaha yang dihasilkan pada proses termodinamika dapat juga ditentukan melalui grafik P – V seperti berikut:
Besarnya usaha tersebut dapat bernilai positif +, dan dapat pula bernilai negatif -. Nilai tersebut dapat diketahui dengan mengamati arah panah pada
garis proses yang paling atas. Jika arah panah menuju ke volume yang lebih besar atau ke arah kanan maka usaha yang dihasilkan tersebut bernilai positif
+, tapi jika arah panah menuju ke volume yang lebih kecil atau ke arah kiri maka usaha tersebut bernilai negatif - .
Besarnya usaha
yang dihasilkan
berdasarkan grafik di samping adalah sebesar luas daerah yang diarsir di
bawah garis proses yang paling atas W usaha = Luas daerah yang di arsir
57 Contoh:
Jadi, besar usaha yang dihasilkan dari grafik P – V di atas adalah –12 x 10
5
Joule .
Nilai negatif - pada hasil tersebut didapat berdasarkan arah panah garis proses yang paling atas.
2. Hukum Termodinamika 1
Besar energy kalor yang diberikan pada suatu system tidak seluruhnya diubah menjadi usaha tapi sebagian berubah dalam bentuk perubahan energy
dalam. Dalam proses tersebut jumlah energy tetap
Berlaku:
W U
Q +
∆ =
∆
∆ Q : Perubahan kalor joule
∆ U : Perubahan energi dalam joule
W : Usaha luar joule Jika sistem menghasilkan usaha, maka W positif +. Jika sistem
menerima usaha, maka W negatif - Besar usaha yang dihasilkan berdasarkan
grafik P – V di samping yaitu: W = Luas segi tiga
2 A t
W ⋅
=
A = 6 – 2 = 4 t = 8 x 10
5
– 2 x 10
5
= 6 x 10
5
5 5
4 6 10 12 10
2
W ⋅ ×
= = ×
Joule
58
Soal latihan
1. Sebuah piston volumenya 200 cm
3
. Di dalamnya
terdapat gas
yang tekanannya 2 x 10
5
Pa. Jika gas tersebut dipanaskan hingga volume
piston bertambah menjadi 250 cm
3
dan tekanannya tetap maka usaha yang dihasilkan piston tersebut adalah
sebesar . . .
2. Suatu sistem dipanaskan dengan kalor sebesar 800 J. Jika besar energi
dalam sistem 1000 J, tentukan a. Besarnya usaha pada sistem
b. Sistem menghasilkan usaha atau menerima usaha
3. Besarnya usaha yang dihasilkan berdasarkan grafik berikut adalah . . .
59
C. PROSES-PROSES TERMODINAMIKA