Fisika Kelas XI
276
C = Q
∆ T
Keterangan:
Q = jumlah kalor yang diterima J ∆
T = perubahan suhu gas K C = kapasitas kalor gas JK
-1
Pada bab Teori Kinetik Gas, kalian telah memahami bahwa suhu bergantung pada volume dan tekanan. Artinya, untuk menaikkan suhu
pada volume sedikit lebih mudah daripada volume banyak. Demikian juga dengan tekanan. Untuk menaikkan suhu pada tekanan tinggi lebih mudah
daripada menaikkan suhu pada tekanan rendah. Hal yang perlu kalian pahami juga bahwa kita bisa membuat salah satu variabel dari tiga variabel
suhu, volume, dan tekanan tetap. Tetapi kita tidak bisa membuat dua variabel tetap sekaligus.
Ketika kita membuat volume tetap, perubahan suhu akan menyebab- kan perubahan tekanan gas. Sementara jika kita mempertahankan tekanan
gas agar tetap, kenaikan suhu akan memperbesar volume. Perubah an tekanan dan volume ini menyebabkan kalor yang digunakan untuk me-
naikkan suhu gas sebesar 1 K juga berubah. Untuk ini didefinisikan dua macam kapasitas kalor sebagai berikut.
a. Kapasitas Kalor
pada Volume
Tetap C
v
Kapasitas kalor pada volume tetap dinyatakan dalam bentuk per- samaan:
C
v
= Q
v
∆T
Keterangan:
C
v
= kapasitas kalor pada volume tetap. Q
v
= jumlah kalor yang ditambahkan ∆
T = perubahan suhu K Kalian telah mengetahui bahwa sistem melakukan usaha jika ada
perubahan volume ∆ V. Namun, pada keadaan volume tetap, tidak
terjadi perubahan volume ∆ V = 0. Ini berarti usaha yang dilakukan gas
sama dengan nol W = 0. Akibatnya, kalor yang diberikan pada sistem
diterima sistem digunakan untuk menaikkan energi dalam sistem. Jadi, jika volume tetap berlaku persamaan:
Q
v
= ∆ U
Di unduh dari : Bukupaket.com
C Q
T =
Δ
p p
Q U W
p
= +
Δ
Q p V
nR T nR T
nR T
p
3 2
3 2
= +
= +
Δ Δ
Δ Δ
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika Kelas XI
278
Besar kapasitas kalor pada tekanan tetap, dapat dicari dengan persamaan: C
Q T
C nR
= =
Δ 5
2
p p
p
Berdasarkan persamaan kapasitas kalor pada volume tetap C
v
dan kapasitas kalor pada tekanan tetap
C
p
, kita mendapatkan persamaan, C
C nR
nR C
C = nR
p V
p V
5 2
3 2
− −
− =
Untuk 1 mol gas n = 1 berlaku persamaan: C
p
− C
v
= R
Selain kapasitas kalor, terdapat besaran lain yaitu kalor jenis. Kalor
jenis didefinisikan sebagai kapasitas kalor per satuan massa. Definisi lain- nya kalor jenis diartikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk
menaikkan suhu 1 gram zat sebesar 1 K. Kalor jenis disimbolkan dengan huruf c c kecil, dan mempunyai satuan Jkg K. Secara matematis, kalor
jenis dituliskan dalam bentuk:
c C
m =
Keterangan:
c = kalor jenis Jkg K C = kapasitas kalor JK
m = massa gas kg Dalam membahas gas, satuan massa jarang dipakai. Sebagai gantinya
digunakan satuan mol. Untuk itu didefinisikan juga satuan kalor jenis molar yang diartikan sebagai kapasitas kalor tiap mol gas. Dalam defi-
nisi lain, kalor jenis molar didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang di- butuhkan untuk menaikkan suhu 1 mol zat sebesar 1 K. Kalor jenis molar
disimbolkan dengan
c c bintang dan mempunyai satuan joule per mol
kelvin Jmol K. Kalor jenis molar dinyatakan dalam persamaan,
c C
n =
Keterangan:
c = kalor jenis molar Jmol K
C = kapasitas kalor Jkg n = jumlah mol mol
Di unduh dari : Bukupaket.com
c
v
c
p
c C
m c
C m
v v
p p
= =
c C
n c
C n
v v
p p
= =
c
v
c
p
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika Kelas XI
280
kspedisi
E E
Kalian telah mempelajari hukum-hukum yang berlaku pada gas ideal di bab sebelumnya.
Gambarkan grafik hubungan tekanan p dan volume V untuk setiap hukum yang berlaku
pada gas ideal. Cocokkan hasilnya dengan hasil teman lain.
4.
Proses-proses Termodinamika
Kalian masih ingat persamaan gas menurut Hukum Boyle, Hukum Charles, dan Hukum Gay Lussac? Coba kalian buka kembali materi Teori
Kinetik Gas di bab sebelumnya. Boyle, Charles, dan Gay Lussac menyeli- diki perilaku gas jika salah satu variabel dibuat tetap. Boyle menyelidiki
perilaku gas jika suhunya dibuat tetap. Charles menyelidiki perilaku gas jika tekanan dibuat tetap. Sementara Gay Lussac menyelidiki perilaku
gas jika volume dibuat tetap. Untuk mengingat kembali materi pada bab sebelumnya, kerjakan
Ekspedisi berikut.
Keadaan-keadaan yang dibuat oleh oleh Boyle, Charles, dan Gay Lus- sac tersebut dapat terjadi dalam proses termodinamika. Secara garis besar,
proses-proses termodinamika dibagi menjadi 4 macam, yaitu isotermik, isokhorik, isobarik, dan adiabatik. Bagaimanakah karakteristik keempat
proses termodinamika tersebut? Mari kita bahas satu per satu keempat proses tersebut.
a. Proses Isotermik
