TERMODINAMIKA

TERMODINAMIKA
USAHA DALAM GAS

Bila pada sistem (gas) melakukan usaha maka pada dasarnya gas melakukan ekspansi, keadaan ini membuat volume gas menjadi lebih besar dari semula (∆V=+). Sebaliknya, bila pada gas dikerjakan usaha berarti pada gas dilakukan kompressi, keadaan ini membuat volume gas menjadi lebih kecil dari semula (∆V=-). Perhatikan gambar di bawah ini :


ds

F

(2) (1)


Gabus (kelep) dalam piston mula-mula pada posisi (1), akibat pengaruh gaya F maka gabus bergeser ke posisi (2), usaha yang dilakukan oleh gaya F terhadap gas (sistem) adalah
dW = F.ds
∫▒dW = ∫▒〖F.ds〗
W = (P.A) ds
W = P.A ds
A ds = dV  W = P.dV (usaha dalam gas)

Secara umum :
Jika pada suatu sistem dikerjakan tekanan sebesar P dan volumenya berubah sebesar V, maka usaha yang dikerjakan dalam sistem sebesar, W = P. V = P (V2 – V2)


PROSES DALAM GAS

Besar usaha dalam gas dirumuskan sebagai berikut : dW = P.dV
Untuk proses isobaris, , W = P.V
Untuk proses isvolum, W = 0, sebab V = 0
Untuk proses isotermis ,
W = nRT.ln⁡〖V_2/V_1 〗
Untuk proses adiabatik,
W = 1/(γ-1) [P_1.V_1-P_1 V_2 ]


Contoh :
Buktikan pada proses isotermis berlaku persamaan usaha dalam gas W = nRT.ln⁡〖V_2/V_1 〗

Jawab :
Proses isotermis berlaku PV = n.RT
V = n.RT/P
Usaha dalam gas : dW = P.dV
∫▒〖dW=∫_(V_1)^(V_2)▒〖P.dV〗〗
∫▒〖dW=∫_(V_1)^(V_2)▒〖P.dV〗〗 = ∫_(V_1)^(V_2)▒〖nRT/V.dV〗
W = nRT.ln⁡〖V_2/V_1 〗

GRAFIK, P=f(V)










Gb. Grafik P = f (V) Gb. Grafik P = f (V)
Proses Adiabatik Proses Isobaris

Untuk grafik P = f(V),
luas daerah yang diarsir sama dengan besar usaha dalam gas




Contoh :

Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada diagram P-V di bawah ini. Berapakah kerja yang dihasilkan (dalam kilo joule)

P (105 Pa)
a b
3

1
d c

2 4 V (m3)

Jawab :
Kerja = luas bidang abcd
= (4-2)m3 .(3-1).105 Pa
W = 400.000 joule = 400 kj