termodinamika

Termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari tenteng hubungan antara kalor dan usaha mekanik.Termodinamika merupakan kajian tentang suhu dan kalor serta pengaruh suhu dan kalor terhadp sifat-sifat zat.Teori kinetik gas juga tercakup dalam termodinamika.Dengan konsep dasar termodinamika sejak permulaan abad XIX,orang sudah berhasil menemukan mesin-mesin yang dapat membantu mempermudah pekerjaan manusia dan mempernyaman kehidupannya.

Dalam termodinamika,sekumpulan gas yang kita amati disebut sistem,sedangkan semua yang ada di sekitar sistem disebut lingkungan.

1. Usaha luar

Sebuah tabung ditutup dengan penghisap (piston) yang dapat bergerak bebas tanpa gesekan dan berisi gas ideal .Bila gas dipanaskan,penghisap akan bergerak.Jadi gas dikatakan melakukan usaha luar atau melakukan usaha terhadap lingkungannya.Beasrnya usaha dapat dinyatakan dengan rumus W = F.∆s atau W = r.A.∆s karena A.∆s=perubahan volummaka W = r∆V atau W = r (V₂-V₁)

Dengan F = gaya tekanan gas

∆s= pergesersan pengisap

A = luas penampang pengisap

r = tekanan gas

∆V=perubahan volum

Selain dapat melakukan usaha luar,gas juga dapat menerima usaha luar.Usaha yang dilakukan terhadap gas adalah kebalikan usaha luar gas.dengan persamaan W = - r∆V

2. Proses yang dialami gas

Suatu gas ideal dalam ruang tertutup diubah keadaannya dengan berbagai proses,antara lain proses isotermal, proses isokhorik, proses isobaric, proses adiabatik.

1.Proses Isotermal

Proses isothermal adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap

( T=tetap).Dalam proses isothermal ini berlaku persamaan gas ideal rV = n.R.T

Tetapi karena T tetap dan rV juga tetap maka dinyatakan rV = konstan atau r_1.V₁₌r₂.V₂ dengan r_1.V₁ adalah tekanan dan volume mula-mula.

r₂.V₂ adalah tekanan dan volume akhir.

2. Proses isokhorik

Proses isokhorik adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada volum tetap (V=tetap).dalam proses ini berlaku pula persamaan gas ideal rV = n.R.T atau p:T=n.R:V karena n.R:V = tetap maka dinyatakan p:T=tetap atau p₁:T₁=p₂:T₂

p₁dan T₁ adalah tekanan dan suhu mula-mula.

p₂:T₂ adalah tekanan dan suhu akhir.

3. Proses Isobarik

Proses isobarik adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada tekanan tetap.dari persamaan keadaan gas ideal pV=nRT, dengan menganggap p dan nR selalu tetap,diperoleh hubungan V:T = konstan atau V₁:T₁ = V₂:T₂

4. Proses Adiabatik

Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas dimana tidak ada kalor yang masuk ke atau keluar dari sistem (gas) (Q=0).Proses ini mengikuti rumus Poisson sebagai berikut : p.V.^γ=konstan

Atau p₁.V₁. ^γ =p₂.V₂. ^γ

dengan ^γ = konstanta Laplace

^γ = C_p:C_v

C_p = Kapasitas kalor pada tekanan tetap

C _v = Kapasitas kalor pada volume tetap

· Untuk gas monoatomik besarnya Cv dan Cp adalah

Cv = 3/2 nR dan Cp = 5/2 nR

· Untuk gas dioatomik, besarnya Cv dan Cp adalah

Gas diatomik pada suhu rendah ( ± 300 K)

Cv = 3/2 nR dan Cp = 5/2 nR

Gas diatomik pada suhu sedang (± 500 K)

Cv = 5/2 nR dan Cp = 7/2 nR

Gas diatomik pada suhu tinggi (± 1000 K)

Cv = 7/2 nR dan Cp= 9/2 nR