ini modul fisika ku tentang proses dan usaha termodinamika semoga modul ini diterima sama bu eha Amin :)

1. USAHA dan PROSES dalam TERMODINAMIKA
A. Definisi Termodinamika
Termodinamika berasal dari bahasa Yunani yaitu, thermos= panas dan
dynamite=perubahan. Jadi termodinamika adalah salah cabang ilmu fisika
yang mempelajari usaha dan kalor pada suatu sistem dan lingkungan.
B. Istilah-Istilah Penting Dalam Termodinamika
1. Sistem : Bagian yang kita amati/atau menjadi fokus.
2. Lingkungan : Semua bagian di luar sistem.
3. Usaha : Satuan perpindahan energi dari sistem ke lingkungan ataupun
sebaliknya.
4. Kalor : Energi panas yang dimiliki suatu zat.
5. Sistem Terbuka : Suatu sistem dimana dapat terjadi perpindahan materi
dan energi dengan lingkungannya. Contoh: kopi panas dalam gelas
terbuka, akan melepaskan panas dan uap air ke lingkungannya.
6. Sistem Tertutup : Suatu sistem dimana hanya dapat terjadi perpindahan
energi ke lingkungannya tetapi tidak dapat terjadi perpindahan materi.
Contoh: kopi panas dalam gelas tertutup, dapat melepaskan panas /
kalor ke lingkungannya tetapi tidak ada uap air yang hilang.
7. Sistem Terisolasi : Suatu sistem dimana tidak dapat terjadi perpindahan
materi maupun energi ke lingkungannya. Contoh: kopi panas dalam
suatu termos.
Usaha SistemTerhadapLingkungan
Usaha padasistempadalingkunganmerupakanukuranenergiyang
dipindahkandarisistemlingkungan.
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 . Apabilaluas piston A, maka usaha yang dilakukan
gas untukmenaikkan piston adalah gaya F dikalikan jarak Δs . Gaya yang
dilakukan oleh gas merupakan hasil kali tekanan P dengan luas piston A,
sehingga: W = F. Δ s
W = P.A. Δs
karena A. Δs = ΔV , maka:
W = P. ΔV
W = P(V – V )
2 1
1

2. (Gas dalam silinder tertutup
melakukanusahaterhadaplingkungan)
Keterangan:
W = usaha (J)
P =tekanantetap (N/m2)
V1 = volume awal (m3)
V2 = volume akhir (m3)
Untuk gas yang mengalami perubahan volume dengan tekanan tidak konstan,
maka usaha yang dilakukan sistem terhadap lingkungan dirumuskan:
dW = F.d
= F.P.A ds
dW = P dV
Jika volume gas berubah dari V1 menjadi V2, maka:
V2
W   PdV
V1
(N/m2) (N/m2)
(m3) (m3)
2

3.  P (+) makaW (+ → sistemmelakukanusahaterhadaplingkungan) bila gas
memuai atau berekspansi atau volume bertambah (V2>V1) atauarahlintasan
proses kekanan .
 P (–) makaW (– → sistemmenerimausahadarilingkungan) bila gas menyusut
atau berkompresi atau volume menyusut (V2<V1) atauarahlintasan proses
kekiri .
 Usaha sistem(W)= 0 jika =
 Usaha sistem (W)= + jika 2> 1
 Usaha sistem (W)= - jika 2< 1
Usaha pada Proses Termodinamika
Usahayang terdapatpada gas yang mengalami proses-proses
termodinamikatersebutakandiuraikansebagaiberikut.
1. Usaha pada Proses Isotermal ( T=C )
Pada proses Isotermal, sistem tidak mengalami perubahan suhu atau
T=konstan. Jika kita lihat dari Hukum Boyle, persamaan untuk proses
isotermal akan menjadi:
(N/m2)
Atau
(m3)
Konsep integral
3

4. 2. Usaha pada Proses Isobarik ( P = C )
Pada proses Isobarik, tekanan yang ada akan selalu konstan. Jika kita lihat
persamaan hukum Charles yaitu . Sehingga . Usaha yang
terjadi pada proses Isobarik dapat ditulis:
W = P (∆V)
(N/m2)
= P (V2 – V1 )
(m3)
3. Usaha pada Proses Isokhorik (V = C )
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.
W = P (V2– V1)
(N/m2)
W = P (0) = 0
(m3)
4. 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.
4

5. Faktor merupakan hasil perbandingan kapasitas kalorgas pada
tekanan konstan dengan kapasitas kalor gas pada volum konstan dan
selanjutnya disebut Konstanta Laplace.
Karena sistem tidak menerima atau melepas kalor, maka usaha yang
dilakukan oleh sistem hanya digunakan untuk mengubah energi dalam
(mengurangi energi dalam).
Karena ,maka dan sehingga
diperoleh
Usaha yang dilakukan oleh sistem pada proses adiabatik dapat juga
dituliskan sebagai berikut
 Untuk gas monoatomik
5

6.  Untuk gas diatomik
Usaha pada proses siklus bisa dihitung dari luas grafik
6