Proses Termodinamika Isobaric Isothermal Isokorik dan Adiabatic

Pengertian Proses Isobaric, Isothermal, Isokorik dan Adiabatic. Proses Termodinamika adalah perubahan keadaan gas, yaitu tekanan, volume dan suhunya. Perubahan ini diiringi dengan perubahan kalor, usaha dan energi dalamnya. Proses- proses yang memiliki sifat- sifat khusus yaitu isobaric, isothermal, isokorik dan adiabatic.

Proses Isobarik

Proses isobarik adalah proses perubahan yang dialami gas pada tekanan system selalu dipertahankan tetap atau ΔP=0. Pada garis P – V proses isobarik dapat digambarkan seperti ditunjukkan pada Gambar. Usaha proses isobarik dapat ditentukan dari luas kurva di bawah grafik P – V. Usaha atau energi yang dilakukan oleh gas selama proses isobaric dapat diformulasikan dengan rumus persamaan berikut:

W = P (V2 – V1) = P (ΔV)

Proses Isobarik, Proses Perubahan Gas pada Tekanan System Tetap.png
Proses Isobarik, Proses Perubahan Gas pada Tekanan System Tetap.png

Contoh Soal Perhitungan Proses Isobarik.

Suatu gas dengan volume 1,2 liter secara perlahan dipanaskan pada tekanan konstan 1,5 x 105 N/m2  sampai volumenya menjadi 2 liter. Hitung besarnya usaha yang dilakukan oleh gas tersebut.

Jawab

Diketahui:

V1 = 1,2 L,

V2 = 2 L, dan

P = 1,5 × 105 N/m2.

1 liter = 1 dm3 = 10–3 m3

Usaha yang dilakukan gas pada tekanan tetap (isobarik) adalah

W = P (V2V1) = (1,5 × 105 N/m2) (2 – 1,2) × 10–3 m3 = 120 joule

Proses Isotermis / Isotermal

Proses isotermis adalah proses perubahan yang dialami gas pada suhu system selalu dipertahankan konstan atau ΔT=0. Pada proses isotermis /Isotermal ini berlaku hukum Boyle. Secara grafis, Perilaku Proses isotermis/ isotermal  ditunjukkan  oleh grafik seperti pada Gambar.

P1 V1 = P2 V2

Karena suhunya tetap maka pada proses isotermis / isotermal ini tidak terjadi perubahan energi dala m atau ΔU=0. Sedangkan usahanya dapat dihitung dari luas daerah di bawah kurva,

W = n R T ln (V2 / V1)

Proses Isotermal, Proses Perubahan Gas pada Temperatur System Tetap
Proses Isotermal, Proses Perubahan Gas pada Temperatur System Tetap

Contoh Soal Perhitungan Proses Isotermal.

Sepuluh mol gas helium memuai secara isotermal pada suhu 47°C sehingga volumenya menjadi dua kali volume semula. Berapa usaha yang telah dilakukan oleh gas helium tersebut.

Jawab

Diketahui: T = 47°C = (47 + 273) K = 320 K dan V2 = 2V1.

Usaha yang dilakukan gas pada proses isotermal dapat dihitung dengan menggunakan formulasi rumus persamaan berikut:

W = nRT ln (V2 / V1)

W = (10 mol) ( 8,31 J/mol)(320 K) ln(2V1 / V1)

W = 26.592 ln 2 = 18.428 joule

Proses Isokorik

Proses isokorik adalah proses perubahan yang dialami oleh gas di mana gas tidak mengalami perubahan volume atau volume tetap atau ΔV=0. Oleh karena itu, usaha yang dilakukan gas pada proses isokorik adalah nol.

W = P (V2 – V1) = P (0) = 0

Proses Isokorik, Proses Perubahan Gas pada Volume System Tetap
Proses Isokorik, Proses Perubahan Gas pada Volume System Tetap

Contoh Soal Perhitungan Pada Proses Isokorik

Sepuluh mol gas helium disimpan dalam tabung tertutup, volume 2 lt tetap memiliki tekanan 1,2 x 106Pa. Jika gas menyerap kalor sehingga tekanan menjadi 2 x 106Pa maka tentukan perubahan energi dalam dan kalor yang diserapnya.

Penyelesaian

V = 2 lt = 2 x 10-3 m3

P1 = 1,2 x 106Pa

P2 = 2 x 106Pa

Perubahan energi dalam dapat dihitung dengan menggunakan rumus  persamaan berikut:

ΔU= (3/2) n R T

ΔU = (3/2) (n R T2 – n R T1)

ΔU = (3/2) (P2V2 – P1V1)

ΔU = (3/2) (2×106) (2×10-3) – (1,2x 106) (2×10-3))

ΔU = 3/2 (400 – 240) = 240 joule

Jumlah kalor yang diserap gas adalah

Q = W + ΔU

Q = 0 + 240 = 240 joule

Proses Adiabatik

Proses adiabatik merupakan proses yang tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem (gas) ke lingkungan atau DQ=0. Hal ini dapat terjadi jika terdapat sekat yang tidak menghantarkan kalor atau prosesnya berlangsung cepat.

Q = 0 = ΔU + P ΔV = W = -ΔU

Proses Adiabatik, Proses Tanpa Melibatkan Perubahan Kalor,
Proses Adiabatik, Proses Tanpa Melibatkan Perubahan Kalor,

Contoh Soal Perhitungan Pada Proses Adiabatis

Dua mol gas ideal memiliki suhu 37 Celcius ternyata tanpa ada perubahan kalor pada sistem gas suhunya naik menjadi 62 Celcius. R = 8,314 J/K. Berapakah perubahan energi dalamnya,

Penyelesaian

n = 2 mol

T1 = 37OC

T2 = 62OC

R = 8,314 J/K

Perubahan energi dalamnya dapat dihitung dengan mengunakan rumus atau persamaan berikut:

ΔU = (3/2) n R DT

ΔU =  (3/2) x ( 2) x (8,314) x  (62OC – 37OC)

ΔU = 623,7 Joule

Daftar Pustaka.

Proses Termodinamika isobaric isothermal isokorik dan adiabatic adalah Proses Isobarik dan Proses isobaric tekanan tetap. Pengertian Proses Isobarik dengan Contoh soal Perhitungan Proses Isobarik dan Rumus Persamaan Proses Isobarik. Contoh Gambar Proses Isobarik dan Menentukan Kalor Energi pada Proses Isobarik dengan pengaruh volume terhadap Proses Isobarik. Proses Isotermis / Isotermal.

Pengertian Proses Isotermis / Isotermal dengan Contoh soal perhitungan Proses Isotermis / Isotermal dan proses isoterma temperature tetap. Rumus persamaan Proses Isotermis / Isotermal dengan contoh gambar grafik Proses Isotermis / Isotermal dan menentukan kalor energi Proses Isotermis / Isotermal. Pengaruh volume tekanan pada Proses Isotermis / Isotermal dan Proses Isokorik.

Pengertian Proses Isokorik dan Contoh soal perhitungan Proses Isokorik dengan rumus Proses Isokorik. Contoh gambar grafik Proses Isokorik dan pengaruh tekanan volume  pada usaha kalor energi Proses Isokorik. Proses isokorik volume tetap dengan Proses Adiabatik dan pengertian Proses Adiabatik. Contoh soal perhitungan Proses Adiabatik dengan gambar grafik Proses Adiabatik dan rumus persamaan Proses Adiabatik. Pengaruh volume tekanan temperature pada Proses Adiabatik dan proses adiabatic tanpa kalor.