Kelompok 6 :1. Delfiana Julinar Ningsih2. Dellaire Fajri Defalita3. Dina Oftaviana4. Fadelia Selvonia5. Intan Prastiawati

BAB TERMODINAMIKA

SUB BAB:USAHA DAN PROSES TERMODINAMIKA

Proses dan Usaha dalam Termodinamika

Definisi Termodinamika• Termodinamika berasal dari bahasa Yunani

yaitu, thermos= panas dan dynamite=perubahan. Jadi termodinamika adalah salah cabang ilmu fisika yang mempelajari usaha dan kalor pada suatu sistem dan lingkungan.

Istilah-Istilah Penting Dalam Termodinamika

1. Sistem : Bagian yang kita amati/atau menjadi fokus.2. Lingkungan : Semua bagian di luar sistem.3. Usaha : Satuan perpindahan energi dari sistem ke

lingkungan ataupun sebaliknya.4. Kalor : Energi panas yang dimiliki suatu zat.5. Sistem Terbuka : Suatu sistem dimana dapat terjadi

perpindahan materi dan energi dengan lingkungannya. Contoh: kopi panas dalam gelas terbuka, akan melepaskan panas dan uap air ke lingkungannya.

6. Sistem Tertutup : Suatu sistem dimana hanya dapat terjadi perpindahan energi ke lingkungannya tetapi tidak dapat terjadi perpindahan materi. Contoh: kopi panas dalam gelas tertutup, dapat melepaskan panas / kalor ke lingkungannya tetapi tidak ada uap air yang hilang.

7. Sistem Terisolasi : Suatu sistem dimana tidak dapat terjadi perpindahan materi maupun energi ke lingkungannya. Contoh: kopi panas dalam suatu termos.

Usaha Sistem Terhadap Lingkungan

Suatu gas di dalam silinder tertutup dengan piston (penghisap) yang dapat bergerak bebas tanpa gesekan. Pada saat gas memuai, piston akan bergerak naik sejauh Δs . Apabila luas piston A, maka usaha yang dilakukan gas untuk menaikkan piston adalah gaya F dikalikan jarak Δs .

W = F. Δ sW = P.A. Δskarena A. Δs = ΔV , maka:W = P. ΔV W = P(V2 – V1)

Untuk gas yang mengalami perubahan volumedengan tekanan tidak konstan, maka usahayang dilakukan sistem terhadap lingkungandirumuskan:

dW = F.d = F.P.A ds

dW = P dV

(Gas dalam silinder tertutup melakukan usaha terhadap

lingkungan)

Jika volume gas berubah dari V1 menjadi

V2, maka:

• P (+) maka W (+ → sistem melakukan usaha terhadap lingkungan) bila gas memuai atau berekspansi atau volume bertambah (V2>V1) atau arah lintasan proses ke kanan .

• P (–) maka W (– → sistem menerima usaha dari lingkungan) bila gas menyusut atau berkompresi atau volume menyusut (V2<V1) atau arah lintasan proses ke kiri .

2

1

V

V

PdVW

(m3) (m3)

(N/m2) (N/m2)

Usaha sistem (W) = 0 jika V1= V2

Usaha sistem (W) = + jika V2 > V1

Usaha sistem (W) = - jika V2<V1

Usaha pada Proses Termodinamika Usaha yang terdapat pada gas yang mengalami proses-

proses termodinamika tersebut akan diuraikan sebagai berikut.Usaha pada Proses Isotermal ( T=C )1. Pada proses Isotermal, sistem tidak mengalami perubahan suhu atau T=konstan. Jika kita lihat dari Hukum Boyle, persamaan untuk proses isotermal akan menjadi:

Atau

(m3)

(N/m2)

2. Usaha padaProsesIsobarik ( P = C )Pada proses Isobarik, tekanan yang ada akan selalu konstan. Jika kita lihat persamaan hukum Charles yaitu . Sehingga . Usaha yang terjadi pada proses Isobarik dapat ditulis:.W = P (∆V)

= P (V2 – V1 )

(m3)

(N/m2)

3. Usaha pada Proses Isokhorik (V = C )Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan sistem pada volume konstan. Pada proses isokhorik gas tidak mengalami perubahan volume, sehingga usaha yang dilakukan sistem sama dengan nol.W = P (V2 – V1)

W = P (0) = 0

(m3)

(N/m2)

4. Usaha pada Proses AdiabatikProses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan

gas di mana tidak ada kalor (Q) yang masuk atau keluar dari sistem (gas). Proses ini dapat dilakukan dengan cara mengisolasi sistem menggunakan bahan yang tidak mudah menghantarkan kalor atau disebut juga bahan adiabatik.

𝑇 1𝑉 1(𝛾− 1)=𝑇2𝑉 2

(𝛾−1 )

Faktor merupakan hasil perbandingan kapasitas kalor gas pada tekanan konstan dengan kapasitas kalor gas pada volum konstan dan selanjutnya disebut Konstanta Laplace.

Karena sistem tidak menerima atau melepas kalor, maka usaha yang dilakukan oleh sistem hanya digunakan untuk mengubah energi dalam (mengurangi energi dalam).

Karena ,maka dan sehingga diperoleh

Usaha yang dilakukan oleh sistem pada proses adiabatik dapat juga dituliskan sebagai berikut

• Untuk gas monoatomik

• Untuk gas diatomik

Usaha pada proses siklus bisa dihitung dari luas grafik