MAKALAH USAHA GAS DALAM BEBERAPA PROSES
DISUSUN OLEH:
KELOMPOK 1
MIKA FEBRIANI SIAHAAN
MILA RAHMI RANGGUTI
NUR MAHARANI
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2016
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap rasa syukur kepada Allah SWT karena berkat rahmatnya lah kami dapat menyelesaikan tugas membuat makalah ini dengan tema " persamaan keadaan gas ideal"dengan mata kuliah "Thermodinamika".
Dengan membuat makalah ini, saya berharap kedepannya saya dapat menambah pehaman tentang persamaan keadaan gas ideal dan perubahannnya yang lebih baik lagi.kami mohon maaf apabila masih banyak kekurangan dalam mereview jurnal ini.
Kami dengan senang hati menerima kritik dan saran yang bertujuan untuk memperbaiki hasil makalah yang kami buat. Atas semua saran dan kritiknya kami ucapkan terima kasih.
Medan, 20 September 2016
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Makalah
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Usaha gas dalam beberapa proses
2.2 Proses isobarik
2.3 Proses isotermal
2.4 Proses isokhorik
2.5 Proses adiabatik
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
DAFTAR PUSTAKA
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Termodinamika merupakan cabang fisika yang mempelajari temperatur, panas dan pertukaran energi. Termodinamika berasal dari dua kata yaitu thermal (yang berkenaan dengan panas) dan dinamika (yang berkenaan dengan pergerakan). Menurut sejarahnya semula termodinamika merupakan ilmu pengetahuan yang merangkai kalor dengan usaha mekanik. Tetapi ilmu ini berkembang, meraih bidang-bidang di luar mekanik. Pada tahap perkembangan sekarang, termodinamika merupakan akar bagi berbagai cabang ilmu pengetahuan alam.
Termodinamika mempunyai penerapak praktis dalam semua bidang IPA dan teknologi seperti halnya dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari, dari hubungan dengan cuaca sampai memasak.Gas sering dipilih sebagai contoh pembahasan termodinamika karena mempunyai sifat-sifat sederhana. Dalam termodinamika kumpulan benda-benda yang kita perhatikan disebut sistem, sedangkan semua yang ada disekitar kita disebut lingkungan.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1.2.1 Apa yang dimaksud dengan usaha gas dalam beberapa proses?
1.3 TUJUAN
1.3.1 Mengetahui usaha gas dalam beberapa proses
BAB 2
PEMBAHASAN
2.1 Usaha gas dalam beberapa proses
Proses termodinamika yang terjadi pada gas terdiri dari proses isobarik, proses isokorik, proses isotermis, dan proses adiabatik. Energi selalu berkaitan dengan usaha. Telah kita ketahui bahwa usaha merupakan hasil perkalian gaya dengan perpindahan (W = F × s)
Pada gambar diatas memperlihatkan penampang air silinder yang didalamnya terdapat gas piston (pengisap). Piston ini dapat bergerak bebas naik turun. Jika luas piston A dan tekanan gas P, maka gas akan mendorong piston dengan gaya F = P × A. Oleh karena itu, usaha yang dilakukan gas adalah W = F × Δs . Jika F = P × A, maka W = P × A × Δs.
Dan jika , maka persamaannya menjadi seperti berkut.
W = P × ΔV atau W = P (V2 – V1)
Keterangan:
W;usaha(J)
P:tekanantetap(N/m2)
V1 :volumeawal(m3)
V2 : volume akhir (m3)
2.1 Proses Isobarik
Proses yang berlangsung pada tekanan tetap dinamakan proses isobarik. Bila volume gas bertambah, berarti gas melakukan usaha atau usaha gas positif (proses ekspansi). Jika volume gas berkurang, berarti pada gas dilakukan usaha atau usaha gas negatif (proses kompresi). Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses isobarik besarnya sebagai berikut.
W = p × ΔV atau W = p (V2 – V1)
Usaha yang dilakukan gas terhadap lingkungannya atau kebalikannya sama dengan luas daerah bawah grafik tekanan terhadap volume (grafik p – V).
2.2 Proses Isotermal
Proses isotermal adalah proses yang dialami gas pada suhu tetap. Proses ini mengikuti hukum Boyle, yaitu :
PV = konstan.
Usaha yang dilakukan gas pada proses ini tidak dapat dihitung dengan persamaan W = p × ΔV .
Hal ini dikarenakan tekanannya tidak konstan. Namun, dapat diselesaikan dengan melakukan pengintegralan sebagai berikut.
Ingat , maka
karena n, R, dan T konstan, maka persamaannya menjadi sebagai berikut :
2.3 Proses Isokhorik
Proses isokorik adalah proses yang dialami oleh gas di mana gas tidak mengalami perubahan volume atau volume tetap ( ΔV = 0 ). Oleh karena itu, usaha yang dilakukan gas pada proses isokorik adalah nol (W = p x 0 = 0 ).
2.4 Proses Adiabatik
Pada proses isobarik, isotermal, dan isokorik dipengaruhi oleh lingkungan yaitu menerima atau melepaskan kalor. Proses adiabatik merupakan proses yang tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem (gas) ke lingkungan (ΔQ = 0) . Hal ini dapat terjadi apabila terdapat sekat yang tidak menghantarkan kalor atau prosesnya berlangsung cepat. Pada proses adiabatik berlaku rumus Poison.
Dengan γ merupakan perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap (Cp) dan kalor jenis gas pada volum tetap (CV). Selanjutnya, perbandingan ini dinamakan tetapan Laplace.
Untuk gas ideal, , sehingga persamaan adiabatik di atas dapat ditulis dalam bentuk :
Adapun usaha pada proses adiabatik dapat dicari dengan cara sebagai berikut.
Karena p = CV-γ , maka
karena C = p1 V1γ = p2 V2γ , maka
Pada bagian sebelumnya kita telah membahas mengenai energi dalam gas monoatamik. kita juga mengetahui bahwa , maka :
Oleh karena itu, usaha yang dilakukan oleh sistem pada proses adiabatik dapat juga dituliskan :
Aliran kalor atau kerja (usaha) yang dialami oleh suatu sistem dapat menyebabkan system tersebut memperoleh atau kehilangan energi, tetapi secara keseluruhan energi itu tidak ada yang hilang, energi tersebut hanya mengalami perubahan. Berdasarkan hukum kekekalan energy tersebut, hukum I termodinamika dirumuskan sebagai berikut:
"Untuk setiap proses, apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka selisih energi, Q – W, sama dengan perubahan energi dalam U dari sistem "
Perjanjian tanda untuk Q dan W (Gambar 14.7) adalah sebagai berikut :
- Jika sistem melakukan usaha, nilai W bertanda positif,
- Jika sistem menerima usaha, nilai W bertanda negatif
- Jikasistem menerima kalor, nilai Q bertanda positif,
- Jika sistem melepas kalor, nilai Q bertanda negatif.
DAFTAR PUSTAKA
Halliday, Resnick. 1998. Fisika Edisi Ke 3. Jakarta: Erlangga
Young, Hugh D dan Roger A. Freedman. 2002. Fisika Universitas/edisi kesepuluh/Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
