Isobarik adalah proses perubahan keadaan sistem pada tekanan tetap, P₁ = P₂. Usaha yang dilakukan dapat dirumuskan dengan W = pΔV = p(V₂ -V₁).

Energi kalor, Q = 5/2 P (V₂ -V₁)

Isotermik adalah proses perubahan keadaan sistem pada suhu tetap, T₁ = T₂. Usaha pada proses ini dapat dirumuskan dengan W = nRT ln (V₂/V₁).

Energi kalor, Q = W karena ΔU = 0

Isokhorik adalah proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap, V₁ = V₂. Usaha pada proses isokhorik bernilai nol karena ΔV = 0.

W = pΔV = p(0) = 0

Energi kalor, Q = ΔU = 3/2 nRT (T₂ - T₁)

Adiabatik adalah proses perubahan sistem tanpa ada kalor yang masuk maupun keluar. Usaha dalam proses adiabatik dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = 3/2 nR (T₁ - T₂) = 1/(γ - 1) (P₁V₁ - P₂V₂)

Energi kalor, Q = 0, maka ΔU = -W

Pembahasan

Termodinamika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang suhu, kalor, dan besaran lain yang berkaitan. Dalam termodinamika dikenal dua istilah yang saling berkaitan yaitu sistem dan lingkungan.

Usaha dalam termodinamika dapat diperoleh jika keadaan suatu gas diubah. Adapun proses yang berhubungan dengan usaha terkait perubahan volume, suhu, tekanan, dan energi dalam gas adalah isobarik,isotermik, isokhorik, dan adiabatik.

1. Proses Isobarik

Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan sistem pada tekanan tetap, P₁ = P₂. Usaha yang dilakukan dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = pΔV = p(V₂ -V₁)

dengan

p = tekanan (Pa atau N/m²)

V₂ = volume akhir (m³)

V₁ = volume awal (m³)

W = usaha (J)

Perubahan energi dalam, ΔU = 5/2 P (V₂ -V₁)

sehingga

Energi kalor, Q = 5/2 P (V₂ -V₁)

2. Proses Isotermik

Proses isotermik adalah proses perubahan keadaan sistem pada suhu tetap, T₁ = T₂. Usaha pada proses ini dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = nRT ln (V₂/V₁)

dengan

W = usaha (J)

n = jumlah mol

R = 8,314 J/mol K

T = suhu mutlak (K)

V₂ = volume akhir (m³)

V₁ = volume awal (m³)

Perubahan energi dalam, ΔU = 0

sehingga

Energi kalor, Q = W

3. Proses Isokhorik

Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap, V₁ = V₂. Usaha pada proses isokhorik bernilai nol karena ΔV = 0.

W = pΔV = p(0) = 0

dengan

p = tekanan (Pa atau N/m²)

Karena W = 0

Energi kalor = perubahan energi dalam

Q = ΔU = 3/2 nRT (T₂ - T₁)

4. Proses Adiabatik

Proses adiabatik adalah proses perubahan sistem tanpa ada kalor yang masuk maupun keluar. Usaha dalam proses adiabatik dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = 3/2 nR (T₁ - T₂)

dengan

n = jumlah mol

R = 8,314 J/mol K

T₁ = suhu mula-mula (K)

T₂ = suhu akhir (K)

Energi kalor, Q = 0, maka

Perubahan energi dalam,  ΔU = -W

Pelajari lebih lanjut

1. Materi dan soal tentang Hukum I Termodinamika (Q = ΔU + W) : yomemimo.com/tugas/21946000

2. Materi dan soal tentang kapasitas kalor gas: yomemimo.com/tugas/21871971

3. Menghitung usaha total dalam proses siklus ABCA: yomemimo.com/tugas/21639541

Detail jawaban

Kelas: XI

Mapel: Fisika

Bab: Termodinamika

Kode: 11.6.7

#AyoBelajar