Panas & Kerja
Panas
Panas merupakan peristiwa yang terjadi akibat adanya pertukaran energi antara sistem
dan lingkungan yang disebabkan oleh perbedaan suhu. Dalam hal panas kita
membedakan dua hal, yakni rasa kepanasan yang disebut temperatur dan suatu
besaran yang dapat juga menyebabkan perubahan temperatur, yang disebut jumlah
panas (Q).
Kerja
Kerja merupakan peristiwa terjadinya pertukaran energi antara sistem dan lingkungan
dalam bentuk selain panas. Usaha disebut juga sebagai besarnya energi yang
diberikan oleh suatu benda sehingga benda tersebut dikatan bergerak.
Konvensi Tanda
1. Panas diberikan ke system (+q)
2. Panas dikeluarkan oleh system (-q)
3. Kerja dilakukan ke system (+W)
4. Kerja dilakukan oleh system (-W)
W = F . S
Penyerapan Kalor oleh Solid dan Liquid
Kapasitas Kalor (C)
Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu seluruh benda sebesar satu
derajat Celsius (1ΟC).
Kalor Spesifik (c)
Kalor spesifik adalah energi yang diperlukan untuk menaikkan temperatur suatu satuan massa
sebesar 1 derajat celsius (1ΟC) .
Untuk air :
c = 1 kal/groC = 1 BTU/lboF = 4190 J/kgoK
Kerja pada Ekspansi Gas
Kerja (W) merupakan fungsi proses, oleh karena itu kerja merupakan diferensial kerja
bukan diferensial eksak. Yang dianggap penting adalah prosesnya bukan tujuan atau
hasilnya. Proses 1 akan berlainan dengan proses 2 begitu pula sebaliknya. Usaha/kerja
dapat dilakukan oleh suatu system gas dengan merubah volume.
Kerja yang dilakukan gas pada saat ekspansi dari keadaan awal ke keadaan akhir
adalah luas dibawah kurva dalam diagram PV
Terdapat dua kemungkinan jalan/proses untuk menuju ke kedaan 2 dari keadaan 1.
Jalan 1 Menurunkan Pext dari P1 ke P2 secara tiba-tiba Irreversible
Jalan 2 Mengangkat torak, kemudian menurunkan Pext dari P1 ke P2 secara
perlahan reversible
Berikut akan diuraikan langkah-langkah dari kedua Jalan tersebut :
Jalan 1
Pext = konstan = P2
W 1=∫1
2
PextdV=P2∫1
2
dV
W1 = P2 = (V2 – V1)
Jalan 2
Gas Ideal berlaku :Pext = P = nRT/V
W II=∫1
2
PextdV
W II=∫1
2
nRT /dV = WII = nRT ln V 2V 1
= -nRT lnP2P1
Gas Ideal
Gas ideal (sempurna) adalah gas dimana tenaga ikat molekul-molekulnya dapat diabaikan.
Persamaan Gas Ideal
PV = nRT
n = jumlah mol gas
R = konstanta gas umum
= 8,312 J/mol.K
= 0,08206 L.atm/mol.K
Perubahan Keadaan Gas Ideal
1. Perubahan dengan Proses T konstan (Isothermal/Istothermis)
Keadaan gas akan dirubah dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan menekan torak dan suhu gas dijaga tetap
Gas ideal
P=nRTV
Reversible
Pex = Pgas
W=∫Vi
V f
PdV
W=∫Vi
VfnRTVdV=nRT∫
Vi
VfdVV
Irreversible
Pex = konstan
w=−∫V 1
V 2
Pex dV
w=−Pex∫V 1
V 2
dV=−Pex ΔV
2. Perubahan Keadaan dengan V Tetap (Isometric / Isochoris)
Proses isokorik adalah proses yg dialami oleh gas di mana gas tidak mengalami
perubahan volume atau volume tetap. Oleh
karena itu, usaha yg dilakukan gas pada proses isokorik
adalah nol.
ΔV = 0
W = P x ΔV = 0
3. Perubahan Keadaan dengan Proses P tetap (isobaric)
Proses yg berlangsung pada tekanan tetap dinamakan proses isobarik. Bila
volume gas bertambah, berarti gas melakukan usaha atau usaha gas positif
(proses ekspansi). Jika volume gas berkurang, berarti pada gas dilakukan
usaha atau usaha gas negatif (proses kompresi).
Keadaan gas dirubah dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan memanaskan silinder, sedang torak dibuat bebas bergerak sehingga P gas dlm silinder tetap
W = P X ΔV
W=∫V a
V b
PdV=P∫Va
Vb
dV
Recommended