EfekUmpan Balik. Anasir penyebab pemanasan global juga dipengaruhi oleh berbagai proses umpan balik yang dihasilkannya. Sebagai contoh adalah pada penguapan air. Pada kasus pemanasan akibat bertambahnya gas-gas rumah kaca seperti CO2, pemanasan pada awalnya akan menyebabkan lebih banyaknya air yang menguap ke atmosfer.
Usaha Luar Dalam Sistem Termodinamika Usaha Luar Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan dipanaskan atau kalor dikurangi didinginkan terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekananp konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya. W = pV= pV2 – V1 Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik. Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar atau mengembang dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha atau usaha dilakukan terhadap gas apabila volume gas mengecil atau V2 1. Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.
secaraadiabatik. Jika W adalah kerja yang dilakukan oleh sistem (gas) dan DT adalah perubahan suhu dari sistem, maka tentukan nillai dari W dan DT itu! P(Nm-2) 5.105 2.105 A VA 6 V(m3) B 3 5 3 1 B C A V ( l P (atm) Termodinamika 143 C. Siklus Carnot dan Mesin Kalor Gambar 8.11 Model mesin kalor. Reservoir suhu tinggi T1 Reservoir suhu rendah
Merupakan cabang ilmu fisika yang membahas hubungan panas/kalor dan usaha yang dilakukan oleh panas/kalor tersebutUsaha sistem terhadap lingkunganPersamaan usaha yang dilakukan gas dapat ditulis sebagai berikutW = p V = p V2 – V1Keterangan p = tekanan gas N/m2V = perubahan volume m3W = usaha yang dilakukan gas joulePerubahan energi dalamPerubahan energi dalam U tidak bergantung pada proses bagaimana keadaan sistem berubah, tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem I termodinamika menyatakan bahwa jumlah kalor pada suatu sistem sama dengan perubahan energi dalam sistem ditambah usaha yang dilakukan oleh sistemQ = U + WPerjanjian tanda untuk Q dan W sebagai berikut Jika sistem melakukan usaha terhadap lingkungan maka W bertanda sistem menerima usaha dari lingkungan maka W bertanda bertanda positif jika sistem menerima kalor dari lingkunganQ bertanda negatif jika sistem memberikan kalor kepada lingkunganProses TermodinamikaProses Isokhorikyaitu proses termodinamika yang terjadi pada gas dalam keadaan volum W= 0 maka Q = ΔU sehingga Q = 3/2 nRT T2-T1Proses Isobarikyaitu proses termodinamika yang terjadi pada gas keadaan tekanan WW=PV2 – V1Perubahan energi dalam ΔUΔU= 3/2 PV2 -V1SehinggaQ= 5/2 PV2-V1Proses Isotermikmerupakan proses termodinamika yang terjadi pada gas keadaan suhu WPerubahan energi dalam ΔU = 0 maka kalor Q = WProses Adiabatikmerupakan proses termodinamika yang berlangsung tanpa adanya pertukaran kalor antara sistem dan WKarena Q = 0 sehinggaΔU = -Wy = konstanta LaplaceKapasitas KalorMerupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu gas sebesar 1oC, dinyatakan dengan persamaanKapasitas kalor gas dapat dibedakan menjadi dua yaitu kapasitas kalor pada tekanan tetap Cp dan pada volume tetap CvPada proses isokhorikQv = UPada proses isobarikQp = U + pVDiperolehMesin Carnot dan Mesin PendinginMesin CarnotSebuah mesin Carnot memiliki empat langkah dalam pengoprasiannya. Berikut urutan keempat langkah proses yang terjadi dalam siklus langkah pertama, gas mengalami ekspansi isotermal. Reservoir suhu tinggi menyentuh dasar silinder dan jumlah beban di atas piston dikurangi. Selama proses ini berlangsung, temperatur sistem tidak berubah, namun volume sistem bertambah. Dari keadaan 1 ke keadaan 2, sejumlah kalor Q1 dipindahkan dari reservoir suhu tinggi ke dalam langkah kedua, gas berubah dari keadaan 2 ke keadaan 3 dan mengalami proses ekspansi adiabatik. Selama proses ini berlangsung, tidak ada kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem. Tekanan gas diturunkan dengan cara mengurangi beban yang ada di atas piston. Akibatnya, temperatur sistem akan turun dan volumenya langkah ketiga, keadaan gas berubah dari keadaan 3 ke keadaan 4 melalui proses kompresi isotermal. Pada langkah ini, reservoir suhu rendah 200 K menyentuh dasar silinder dan jumlah beban di atas piston bertambah. Akibatnya tekanan sistem meningkat, temperaturnya konstan, dan volume sistem menurun. Dari keadaan 3 ke keadaan 4, sejumlah kalor Q2 dipindahkan dari gas ke reservoir suhu rendah untuk menjaga temperatur sistem agar tidak langkah keempat, gas mengalami proses kompresi adiabatik dan keadaannya berubah dari keadaan 4 ke keadaan1. Jumlah beban di atas piston bertambah. Selama proses ini berlangsung, tidak ada kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem, tekanan sistem meningkat, dan volumenya Carnot adalah mesin efisien yang bekerja dalam suhu reservoir tinggi dan suhu reservoir rendah. Oleh karena itu, suatu mesin Carnot memiliki efisiensi. Rumus efisiensi mesin Carnot sebagai = efisiensi mesin kalorT2 = suhu pada reservoir rendah KT1 = suhu pada reservior tinggi KW = usaha JouleQ1= kalor yang diserap JouleQ2 = kalor yang dilepas JouleMesin PendinginPrinsip kerja mesin pendingin contohnya lemari es dan penyejuk ruangan yaitu mengalirkan kalor keluar dari lingkungan sejuk ke lingkungan hangat. Sistem menerima kerja sebesar W dan menyerap kalor dengan suhu reservoir rendah T2 sebesar Q2 serta membuang sejumlah kalor yang lebih besar ke reservoir suhu tinggi T1 sebesar Q1. Untuk kerja dari mesin pendingin dapat ditentukan melalui koefisiensi performansi Kp = koefisiensi performansiT2 = suhu pada reservoir rendah KT1 = suhu pada reservior tinggi KW = usaha JouleQ1= kalor yang diserap JouleQ2 = kalor yang dilepas JouleSoal SBMPTN 2017Suatu mesin dalam satu siklus menyerap kalor sebesar 2 x 103 Joule dari reservoir panas dan melepaskan kalor 1,5 103 Joule ke reservoir yang temperaturnya lebih rendah. Jika waktu yang diperlukan untuk melakukan 4 siklus adalah 2 detik. Maka daya tersebut sebesar101 watt102 watt103 watt104 watt105 wattPEMBAHASAN Diketahui 4 siklus = 2 detik, maka 1 siklus = 0,5 detik Q1 = 2000 J Q2 = 1500 J W = 2000 – 1500 W = 500 J P = W/t P = 500/0,5 P = 1000 watt = 103 watt Jawaban CSoal UN 2014Sebuah mesin Carnot menggunakan reservoir suhu tinggi 327 oC, mempunyai efisiensi 60%. Agar efisiensi mesin Carnot naik menjadi 80% dengan suhu rendahnya tetap maka suhu tinggi mesin Carnot harus diubah menjadi…300 K450 K480 KPEMBAHASAN Jawaban DSoal SBMPTN 2014Sebuah mesin kalor memerlukan kerja 400 joule dalam siklusnya memiliki efisiensi 25% . Energi yang di ambil oleh reservoir panas adalah … JoulePEMBAHASAN Jawaban ESoal SNMPTN 2012Sebuah sistem 1 mol gas ideal monoatomik Cp = 5/2 R mengalami ekspansi isobarik pada tekanan 105 pa sehingga volumenya menjadi 2 kali volume awal. Bila volume awal 25 liter maka kalor yang diserap gas pada proses ini adalah …2550 J3760 J4750 J5730 J6250 JPEMBAHASAN Jawaban ESoal UN 2013Grafik P –V dari sebuah siklus Carnot terlihat seperti gambar kalor yang dilepas ke lingkungan Joule maka kalor yang diserap sistem adalah… JPEMBAHASAN Jawaban CSoal SNMPTN 2009Satu mol gas ideal mengalami proses isotermal pada suhu T sehingga volumenya menjadi dua kali, jika R adalah konstanta gas molar, usaha yang dikerjakan oleh gas selama proses tersebut adalah ….RTVRT lnV2RTRT ln 2RT ln 2VPEMBAHASAN Jawaban DSoal SNMPTN 2010Sebuah mesin carnot menyerap panas dari tandon panas bertemperatur 127°C dan membuang sebagian panasnya ke tandon dingin bertemperatur 27°C efisiensi terbesar yang dapat dicapai oleh mesin carnot tersebut adalah …..20,5 %25 %70,25 %90,7 %100 %PEMBAHASAN Jawaban BSoal SNMPTN 2010Jika sebuah mesin yang memiliki efisiensi terbesar 25% dalam operasinya membuang sebagian kalor ke tandon dingin yang bertemperatur 00C maka tandon panasnya bertemperatur …..76 0C91 0C170 0C100 0C364 0CPEMBAHASAN Jawaban BSoal UN 2013Gambar di bawah menunjukan grafik p – V pada mesin Q2 = 2/3 W maka efisiensi mesin carnot tersebut adalah…PEMBAHASAN Jawaban CSoal SPMB 20062m3 gas helium bersuhu 270C di panaskan secra isobarik sampai 770C jika tekanannya 3x 105 N /M2 maka usaha yang di lakukan gas adalah ……100 kJ140 kJ200 kJ260 kJ320 kJPEMBAHASAN Jawaban ASoal UN 2013Pada grafik p-V mesin Carnot berikut diketahui reservoir suhu tinggi 600 K dan suhu rendah 400 usaha yang di lakukan mesin adalah W maka kalor yang di keluarkan pada suhu rendah adalah…PEMBAHASAN Jawaban BSoal SPMB 2003Gas ideal yang melakukan pengembangan volume secara isobaris tidak melakukan yang dilakukan oleh gas idel ketika mengembang sebanding dengan perubahan tekanan Pernyataan I Gas idel yang volumenya mengembang akan melakukan usaha dengan persamaan W = PV Pernyataan II Usaha yang di lakukan gas tidak sebanding dengan perubahan tekanan tetapi hanya sebanding dengan tekanan. Jawaban ESoal UN 2012Perhatikan gambar!Gas ideal melakukan proses perubahan tekanan P terhadap volume V, usaha yang dilakukan oleh gas pada proses tersebut adalah…20 Joule15 Joule10 Joule5 Joule4 JoulePEMBAHASAN Jawaban CSoal UMPTN 2010mesin carnot dioperasikan antara 2 reservoir kalor masing masing suhunya T1 dan T2 dengan T2 > T1. Efesiensi mesin tersebut 40% dan besarnya T1 =27 0C. Supaya efisiennya naik 60% maka besarnya perubahan T1 adalah …250 K300 K350 K400 K500 KPEMBAHASAN Jawaban ESoal UMPTN 2001sebuah mesin carnot bekerja diantara dua reservoir bersuhu 5270C dan 1270C apabila reservoir suhu tinggi diturunkan menjadi 2270C maka efesiensi mula mula dan terakhir masing masing adalah…30% dan 20%40% dan 20%50% dan 20%50% dan 30%60% dan 40%PEMBAHASAN Jawaban CSoal keadaan isobarik suatu gas yang bervolume 2 m3 dipanaskan secara perlahan-lahan dan volumenya berubah menjadi 4 m3 . Dengan bertambahnya volume maka timbul usaha luar gas sebesar 6 x 105 J. Besar tekanan gas adalah …3 x 105 N/m24 x 105 N/m25 x 105 N/m2 6 x 105 N/m27 x 105 N/m2PEMBAHASAN Diketahui V1 = 2 m3 V2 = 4 m3 W = 6 x 105 JMaka untuk menghitung besar tekanan pada keadaan isobaric sebagai berikut Jawaban ASoal gambar grafik di bawah ini!Dari grafik di atas, dapat kita hitung besar perbandingan usaha luar gas pada keadaan I dan II adalah …4 35 62 32 11 1PEMBAHASAN Diketahui Keadaan I P1 = 25 N/m2 V11 = 10 m3 V12 = 30 m3Keadaan II P2 = 25 N/m2 V21 = 20 m3 V22 = 50 m3Maka, menghitung besar perbandingan usaha luar gas keadaan I dan II sebagai berikut Jawaban BSoal Nitrogen N2 dengan massa 280 gr ditekan secara isotermis pada suhu 470 C sehingga volumenya menjadi 0,5 volume semula. Maka kerja luar gas yang dikeluarkan sebesar … BM nitrogen = 28 ; ln 0,5 = – 0,69; R = 8,31 J/molK JPEMBAHASAN Diketahui Massa Nitrogen = 280 gr T tetap = 470 C = 47 + 273 K = 320 K V2 = 0,5 V1 BM nitrogen = 28 ln 0,5 = – 0,69 R = 8,31 J/mol KMaka besar kerja luar gas dapat dihitung sebagai berikut Besar kerja luar gas bernilai negatif berarti sistem menerima kerja luar. Jawaban DSoal helium dengan volume 6 x 10-2 m3 dinaikkan volumenya menjadi 5 kali lipatnya pada keadaan isobarik. Usaha luar yang dilakukan gas pada sistem sebesar 4 x 105 J. Maka besar tekanan gas adalah …17,21 x 105 N/m2 18,11 x 105 N/m2 12,63 x 105 N/m2 16,67 x 105 N/m217,17 x 105 N/m2PEMBAHASAN Diketahui V1 = 6 x 10-2 m3 V2 = 5 x V1 = 5 x 6 x 10-2 m3 = 30 x 10-2 m3 W = 4 x 105 JMaka, besar tekanan gas adalah Jawaban DSoal keadaan isokhorik suatu gas mengalami kenaikan suhu dari 250C menjadi 400 C. Besar tekanan gas awal sebesar 15 Pa. Maka besar usaha luar gas adalah …1 x 102 J12 x 102 J0 J2 x 102 J3 x 102 JPEMBAHASAN Diketahui T1 = 250C T2 = 400C P = 15 PaMaka besar usaha luar gas dapat dihitung sebagai berikut W = pΔV Sistem dalam keadaan isokhorik volume tetap ΔV = 0 maka W = p. 0 = 0 Jawaban CSoal kinerja silinder mesin diesel terjadi pemampatan udara melalui proses adiabatik. Mula-mula volume udara 100 cm3 dengan suhu 470 C dan tekanan 1 Atm. Setelah dimampatkan volumenya menjadi 20 cm3 . Suhu setelah dimampatkan adalah …650 K609 K500 K550 K450 KPEMBAHASAN Diketahui V1 = 100 cm3 = 100 x 10-6 m3 T1 = 470 C = 47 + 273K = 320 K P1 = 1 Atm = 1 x 105 N/m2 V2 = 20 cm3 = 20 x 10-6 m3 γ = 1,4Maka, untuk menghitung suhu akhir udara adalah Jawaban BSoal usaha luar gas sebesar 150 J, suatu sistem mengalami proses adiabatik. Perubahan energi dalam sistem adalah sebesar ΔU dan kalor yang terserap dalam sistem adalah sebesar Q, pernyataan yang benar adalah….Q = 0ΔU = – 15 JΔU + Q = – 150 JΔU = 150 JΔU = -10 JPEMBAHASAN Diketahui W = – 150 J Q = 0 proses dalam sistem secara adiabatikMaka, berdasarkan hukum I Termodinamika adalah ΔU + W = Q ΔU = – W ΔU = – - 150 J ΔU = 150 J Jawaban DSoal diketahui 4 mol gas monoatomik pada suhu 30oC dengan tekanan awal 4 x 105 Pa mengalami proses isokhorik sehingga mencapai tekanan akhir 6 x 105 Pa. Jika diketahui tetapan gas umum R = 8,31 J/mol K, maka perubahan energi dalam yang terjadi adalah…. JPEMBAHASAN Diketahui Mol gas monoatomik n = 4 mol T awal T1 = 30oC = 30 + 273 K = 303 K Tekanan Awal P1 = 4 x105 Pa Tekanan akhir P2 = 6 x 105 Pa R = 8,31 J/mol KMenentukan suhu akhir setelah proses isokhorik berlangsung Menentukan energi dalam berdasarkan hukum I Termodinamika ΔU = QV = CV DT = 3/2 nRDT = 3/2 nrT2 – T1 ΔU = 3/2 4 mol8,31 J/mol K 454,5 – 303K = J Jawaban ASoal gas yang memiliki volume 10 m3 pada suhu 27oC dan tekanan 8 x 105 Pa. Volume gas tersebut dalam keadaan standar STP adalah….45 m354 m363 m372 m385 m3PEMBAHASAN Diketahui Volume awal V1 = 10 m3 Suhu awal T1 = 27oC = 27 + 273 K = 300 K Tekanan awal P1 = 8 x 105Pa Suhu akhir T2 = 0oC STP = 0 + 273K = 273 K Tekanan akhir P2 = 1 atm STP = 1,01 x 105 PaMaka volume gas pada keadaan standar STP adalah Jawaban ASoal kalor yang bekerja sesuai prinsip siklus carnot pada suhu reservoir tinggi 2270 C dan efisiensi mesin 30%, maka banyak kalor yang dibuang ke reservoir memiliki suhu …550 C770 C660 C440 C330 CPEMBAHASAN Diketahui T1 = 2270 C = 227 + 273K = 500 K η = 30%Maka untuk menghitung suhu pada reservoir rendah sebagai berikut T2 = 1 – h x T1= 1 – 0,3 x 500 K T2 = 0,7 x 500 K = 350 KSatuan kelvin kita ubah menjadi celcius, sebagai berikut T = 350 – 2730 C = 770 C Jawaban BSoal sistem mesin carnot menerima usaha sebesar J dari reservoir panas dan J pada reservoir dingin. Besar efisiensi mesin carnot tersebut adalah …34 %23 %13,5 %11,2%28,57%PEMBAHASAN Diketahui Kalor pada reservoir panas, Q1 = J Kalor pada reservoir dingin, Q2 = J Maka, besar efisiensi mesin carnot dapat dihitung sebagai berikut Jawaban ESoal sebuah kulkas mempunyai suhu terendah di dalam freezer – 120 C dengan suhu di luar kulkas 270 C. Besar koefisien performansi kulkas tersebut adalah …PEMBAHASAN Diketahui suhu di luar, T1 = 270 C = 27 + 273 K = 300 K suhu di dalam T2 = -120 C = -12 + 273 K = 261 Kmaka, besar koefisien performansi kulkas dapat dihitung sebagai berikut Jawaban CSoal pada mesin refrigerator bagian dalam – 50 C dan suhu pada bagian luarnya 280 C. untuk mengaktifkan mesin refrigerator tersebut memerlukan daya sebesar 300 watt. Besar panas yang dikeluarkan dari ruangan tiap jamnya adalah … JPEMBAHASAN Diketahui T2 = – 50 C = - 5 + 273 K = 268 K T1 = 280 C = 28 + 273 K = 301 K P = 300 watt Rentang waktu refrigerator menggunakan listrik t = 1 jam = sekonMenentukan kalor penggunaan listrik refrigerator selama 1 jam Q1 = P . t . = 300 watt . sekon . = JMenentukan besar kalor yang dikeluarkan dari refrigerator selama 1 jam Jawaban CSoal mesin pendingin memiliki koefisien performansi 5 dengan suhu ruangan di luar mesin pendingin 260 C. maka suhu terendah di dalam mesin pendingin adalah …– 300 C– 200 C– 290 C– 150 C– 240 CPEMBAHASAN Diketahui T1 = 260 C 26 + 273K = 299 K Kp = 5Maka untuk menghitung T2 sebagai berikut Merubah satuan derajat kelvin ke derajat Celsius 249 – 273 0 C = – 240 C Jawaban E Fitur Terbaru!!Kini kamu bisa bertanya soal yang tidak ada di artikel pernyataan dan dapatkan jawaban dari tim ahli bertanya KLIK DISINI
Bilagaya yang dilakukan gas (F) lebih besar dari gaya yang diberikan udara luar (F') maka piston akan bergeser ke arah luar dikatakan sistem (gas) melakukan usaha luar . Bila F < F', maka piston akan bergeser ke arah kiri, dikatakan usaha dilakukan terhadap sistem.
Gas dalam silinder dengan piston yang dapat bergerak adalah suatu contoh sederhana dari system termodinamik. Mesin pembakaran dalam, mesin uap, dan kompresor dalam lemari pendingin dan pendingin udara seluruhnya menggunakan beberapa versi dari system tersebut. Pada beberapa subbab berikutnya kita akan menggunakan system gas dalam silinder untuk mempelajari beberapa jenis proses yang melibatkan perubahan bentuk energi. Gambar 1 Popcorn di dalam panci adalah suatu sistem termodinamik Kita akan menggunakan sudut pandang mikroskopik yang berdasarkan pada energy kinetic dan potensial dari masing-masing molekul dalam suatu bahan, untuk membangun intuisi menganai kuantitas termodinamik, tetapi adalah penting untuk memahami bahwa prinsip utama dari termodinamika dapat dilihat seutuhnya secara makroskopik, tanpa merujuk ke model mikroskopik. Jadi, bagian yang merupakan kelebihan dan hal-hal yang berlaku secara umum termodinamika adalah ketidaktergantungannya terhadap detail dari struktur bahan. Pertama kita tinjau usaha yang dilakukan oleh system selama perubahan volume. Ketika gas berekspansi, sambil bergerak keluar gas akan menekan ke arah luar pada permukaannya. Maka suatu gas yang berekspansi selalu memiliki kerja positif. Hal yang sama terjadi pada bahan padat ataupun cair yang berekspansi di bawah tekanan, seperti popcorn pada gambar 1. Gambar 2 Sebuah Sistem termodinamika dapat bertukar energi dengan lingkungannya dalam bentuk kalor. Kita dapat memahami usaha yang dilakukan oleh gas pada perubahan volume dengan meninjau molekul yang menyusun gas tersebut. Ketika suatu molekul menumbuk suatu permukaan yang diam, molekul mengeluarkan gaya sesaat ke dinding tetapi tidak menghasilkan usaha karena dinding tidak bergerak. Tetapi jika permukaannya bergerak, seperti piston pada gambar 3a bergerak ke kanan, sehingga volume gas meningkat, molekul yang menumbuk piston. Jika piston bergerak ke kiri seperti gambar 3b, sehingga volume gas berkurang, maka usaha positif dilakukan terhadap molekul selama tumbukan. maka molekul gas melakukan kerja negative terhadap piston. Gambar 3 Kerja yang dilakukan sistem selama ekspansi dan kompresi Gambar 3c menunjukkan sebuah padatan atau cairan dalam silinder dengan piston yang dapat bergerak. Anggap bahwa silinder memiliki luas penampang A dan tekanan yang dikeluarkan system pada permukaan piston adalah p. Total gaya F yang dihasilkan system terhadap piston adalah F = pA. Ketika piston bergerak keluar sejauh dx yang sangat pendek, maka usaha dW yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah dW = F dx = pA dx tetapi Adx = dV di mana dV adalah perubahan volume yang sangat kecil dalam system. Maka kita dapat menyatakan kerja yang dilakukan oleh system pada perubahan volume yang sangat kecil ini dW = pdV pada perubahan volume yang cukup besar dari V1 ke V2 Secara umum tekanan sistem dapat berubah-ubah selama perubahan volume. Untuk mengevaluasi integral dalam persamaan 2, kita harus mengetahui beberapa besar perubahan tekanan sebagai fungsi dari volume. Kita dapat menyatakan hubungan ini dalam grafik p sebagai fungsi V. Gambar 4a menunjukkan contoh yang sederhana. Pada gambar itu, persamaan 2 dinyatakan secara grafik sebagai luas di bawah grafik p terhadap V di antara batas V1 dan V2. Usaha positif ketika system berekspansi. Pada ekspansi dari keadaan 1 ke keadaan 2 dalam gambar 3a, luas di bawah kurva dan sekaligus usaha adalah positif. Sebuah kompresi dari 1 ke 2 pada gambar 4b memberikan luas yang negative, ketika sistem ditekan, volumenya berkurang dan sistem melakukan kerja negatif terhadap lingkungannya lihat gambar 4b. Gambar 3 Usaha yang dilakukan setara dengan luas di bawah grafik p vs V Jika tekanan p tetap konstan konstan sementara volume berubah dari V1 ke V2 gambar 4c, kerja yang dilakukan sistem adalah W = pV2 – V1 Kerja yang dilakukan selama perubahan volume pada tekanan konstan 2 Dalam setiap proses di mana volume konstan, sistem tidak melakukan kerja karena tidak terjadi perpindahan.
Secaramatematis, Hukum Pertama Termodinamika dituliskan sebagai berikut. Q = ΔU + W. dengan: Q = kalor yang diterima atau dilepaskan oleh sistem, ΔU = U2 — U1 = perubahan energi dalam sistem, dan. W = usaha yang dilakukan sistem. Perjanjian tanda yang berlaku untuk Persamaan tersebut adalah sebagai berikut. 1.
404 Not Found - NotFoundHttpException 1 linked Exception ResourceNotFoundException » [2/2] NotFoundHttpException No route found for "GET /Top/cara-dapetin-uang-dengan-cepat-dan-mudah-6207431" [1/2] ResourceNotFoundException Logs Stack Trace Plain Text
Usahayang dilakukan oleh gas terhadap udara luar 11. Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar P − V di atas. Kerja yang dihasilkan pada proses 12. Suatu gas memiliki volume awal, usaha luar gas 13. gas helium dipanaskan secara isobarik melakukan usaha luar 14. Suatu mesin Carnot, efisiensinya 15.
6 Maret 2023 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar adalah……. a. b. c. d. e. Jawaban Pembahasan Usaha yang dilakukan suatu gas dinyatakan dalam bentuk Jadi jawaban yang benar adalah E
Usahayang dilakukan oleh gas terhadap udara luar : Pada keadaan ini volume uap air adalah 1,674 liter. Carilah usaha luar yang dilakukan dan dihitung penambahan energi dalam. Panas penguapan air 2,26 . 10 6 J/kg. 3. Gas Nitrogen yang massanya 5 kg suhunya dinaikkan dari 10 0 c menjadi 130 0 c pada tekanan tetap. Tentukanlah :
Termodinamika adalah cabang ilmu Fisika yang membahas tentang hubungan antara panas kalor dan usaha yang dilakukan oleh kalor tersebut. Dalam melakukan pengamatan mengenai aliran energi antara panas dan usaha ini dikenal dua istilah, yaitu sistem dan lingkungan. Apakah yang dimaksud sistem dan lingkungan dalam termodinamika? Untuk memahami penggunaan kedua istilah tersebut dalam termodinamika, Bola besi dan air adalah merupakan sistem yang diamati Udara luar adalah lingkungannya. aliran kalor antara bola besi panas dan air dingin. Ketika bola besi tersebut dimasukkan ke dalam air. Bola besi dan air disebut sistem karena kedua benda tersebut menjadi objek pengamatan dan perhatian Anda. Adapun, wadah air dan udara luar disebut lingkungan karena berada di luar sistem, tetapi dapat memengaruhi sistem tersebut. Dalam pembahasan termodinamika, besaran yang digunakan adalah besaran makroskopis suatu sistem, yaitu tekanan, suhu, volume, entropi, kalor, usaha, dan energi dalam. Usaha yang dilakukan oleh sistem gas terhadap lingkungannya bergantung pada proses -proses dalam termodinamika, di antaranya proses isobarik, isokhorik, isotermal, dan adiabatik. SISTEM dan LINGKUNGAN Dalam termodinamika, kita selalu menganalisis proses perpindahan energi dengan mengacu pada suatu sistem. Sistem adalah sebuah benda atau sekumpulan benda yang hendak diteliti… Benda-benda lainnya di alam semesta dinamakan lingkungan… Biasanya sistem dipisahkan dengan lingkungan menggunakan “penyekat/pembatas/pemisah”. Usaha Sistem terhadap Lingkungannya Usaha yang dilakukan sistem pada lingkungannya merupakan ukuran energi yang dipindahkan dari sistem ke lingkungan. Usaha yang dilakukan gas pada piston Gambar tersebut menjelaskan 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 . Gaya yang dilakukan oleh gas merupakan hasil kali tekanan P dengan luas piston A, sehingga W = F. S W = S karena A. Δs = ΔV , maka W = P. ΔV atau W = P V2 – V1 Dengan W = usaha J V1 = volume mula-mula m3 P = tekanan N/m2 V2= volume akhir m3 ΔV = perubahan volume m3 Apabila V2 > V1, maka usaha akan positif W > 0. Hal ini berarti gas sistem melakukan usaha terhadap lingkungan. Apabila V2 < V1, maka usaha akan negatif W < 0. Hal ini berarti gas sistem menerima usaha dari lingkungan. Untuk gas yang mengalami perubahan volume dengan tekanan tidak konstan, maka usaha yang dilakukan sistem terhadap lingkungan dirumuskan dW= = ds dW= P dV Jika volume gas berubah dari V1 menjadi V2, maka Besarnya usaha yang dilakukan oleh gas sama dengan luas daerah di bawah kurva pada diagram P-V Usaha pada Proses Termodinamika Usaha pada Proses Isotermal Proses isotermal adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap. Menurut Hukum Boyle, proses isotermal dapat dinyatakan dengan persamaan pV = konstan atau p1V1 = p2V2 Dalam proses ini, tekanan dan volume sistem berubah sehingga persamaan W = p ΔV tidak dapat langsung digunakan. dW = pdV jika persamaan diintegralkan maka akan menjadi, ∫dw = ∫pdV Dari persamaan gas ideal, kita mengetahui bahwa. Di subtitusikan menjadi Jika konstanta n R, dan besaran suhu T yang nilainya tetap dikeluarkan dari integral. 1. Usaha pada Proses isobarik Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan sistem pada tekanan konstan. 2. Usaha pada proses isokhorik 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. V1 = V2 = V W = P V2 – V1 W = P 0 = 0 3. Usaha pada proses adiabatik Proses 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. Adapun, bahanbahan yang bersifat mudah menghantarkan kalor disebut bahan diatermik Proses adiabatik ini mengikuti persamaan Poisson sebagai berikut pVγ = konstan atau p1V1γ = p2 V2γ ketetapan Poisson T1V1γ –1 = T2 V2γ –1 ketetapan Poisson Dengan konstanta Laplace, dan CP adalah kapasitas kalor gas pada tekanan tetap dan CV adalah kalor gas pada volume tetap. Oleh karena sistem tidak melepaskan atau menerima kalor, pada kalor sistem proses adiabatik Q sama dengan nol. Dengan demikian, usaha yang dilakukan oleh sistem hanya mengubah energi dalam sistem tersebut. Besarnya usaha pada proses adiabatik tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut. Dari kurva hubungan p – V tersebut, Anda dapat mengetahui bahwa 1 Kurva proses adiabatik lebih curam daripada kurva proses isotermal. 2 Suhu, tekanan, maupun volume pada proses adiabatik tidak tetap.
6T7hS. 87 419 47 77 496 92 417 462 368
usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar adalah
