Dokumen tersebut membahas tentang usaha dan proses dalam termodinamika, termasuk proses isotermal, isokorik, isobarik, dan adiabatik. Proses-proses tersebut dijelaskan dengan rumus dan contoh perhitungan usaha.

2.  Usaha dan Proses dalam
Termodinamika
 Hukum I Termodinamika
 Siklus Termodinamika
 Hukum II Termodinamika

3. Yang akan dipelajari dalam
pertemuan 1 yaitu:
 Usaha dan Proses dalam
Termodinamika
1. Usaha Sistem pada
Lingkungannya
2. Usaha pada Berbagai
Proses Termodinamika

4.  Termodinamika merupakan cabang ilmu fisika yang
mempelajari tentang temperatur, panas, dan
pertukaran energi.
 Dalam termodinamika, kumpulan benda-benda yang
kita perhatikan disebut dengan sistem.
 Sedangkan semua yang ada di sekitar benda (sistem)
disebut dengan lingkungan.

5. Perhatikan gambar di samping!
Suatu sistem berupa gas dalam
suatu silinder yang dilengkapi
tutup sebuah piston yang bebas
bergerak.
Usaha yang dilakukan oleh sistem
sehubungan dengan perubahan
volume gas dapat dirumuskan
berikut ini.

6. Piston yang mempunyai luas
penampang A dan tekanan gas p
menghasilkan gaya yang mendorong
piston sebesar
F=pA
Usaha yang dilakukan oleh gas
adalah
dW = F dx
= p A dx
= p dV
Sehingga,
W = p (V2 – V1 )

7. Usaha yang dilakukan oleh gas (sistem) sering
disebut usaha luar. Apabila diagram pV diketahui,
usaha luar akan lebih sederhana ditentukan secara
grafik yaitu dengan menentukan luas area di
bawah kurva pada diagram tersebut.

8. Untuk tekanan p yang positif,
usaha W akan positif bila gas
memuai (V2 > V1 ) atau arah
lintasan proses ke kanan.
Perhatikan gambar 1.a!
Sebaliknya, usaha W akan negatif
bila gas memampat (V2 < V1 ) atau
arah lintasan proses ke arah kiri.
Perhatikan gambar 1.b!

9.  Suatu gas dalam wadah
silinder tertutup
mengalami proses seperti
pada gambar di samping.
Tentukan usaha yang
dilakukan oleh gas pada:
a. proses AB
b. Proses BC
c. proses CA
d. Keseluruhan proses
ABCA

10. a. Usaha dari A ke B sama dengan luas ABDE dan
bertanda positif karena arah proses ke kanan
(VB > VA ).
WAB = luas ABDE = AB x BD
= (100-25) L x (300 kPa)
= (75 x 10-3 m3) (300 x 103 Pa)
= 22.500 J

11. b. Usaha dari B ke C sama dengan negatif luas BCED
karena arah proses ke kiri (VC < VB ).
WBC = - luas BCDE = - ½ (CE + BD) ED
= - ½ (100+300) kPa x (100-25) L
= - ½ (400 x 103 Pa) (75 x 10-3 m3)
= -15 000 J = -15 kJ
c. Usaha dari CA sama dengan nol karena CA dengan
sumbu V tidak membentuk bidang (luasnya = 0).
d. Usaha keseluruhan proses (ABCA) sama dengan
usaha proses AB + usaha proses BC + usaha proses CA
WABCA = 22 500 – 15 000 + 0 = 7500 J

12. 1. Sebuah silinder berpiston yang volumenya V diisi
udara dari tabung kompresor, sehingga volumenya
menjadi 2V. Berapa usaha yang dilakukan gas pada
tekanan tetap?
2. Tentukan usaha yang dilakukan oleh gas untuk
proses AB sesuai dengan diagram PV berikut.
P (Pa)
12
10
V (dm3)
200 500

13.  Ada beberapa proses yang kita kenal sehubungan
dengan usaha yang dilakukan oleh gas berkaitan
dengan perubahan suhu, volume, tekanan, dan energi
dalam gas. Proses tersebut meliputi:
1. proses isotermal
2. proses isokhorik
3. proses isobarik
4. proses adiabatik

14.  Proses isotermal adalah proses
perubahan keadaan sistem pada
suhu tetap.
 Proses ini mengikuti hukum
Boyle, yaitu: PV = konstan.
PV = n R T
P=nRT/V
Sehingga,
V2
Wisotermis  nRT ln
V1

15.  Proses Isokhorik adalah
proses perubahan
keadaan sistem pada
volume tetap.
 Karena gas tidak
mengalami perubahan
volume, maka usaha yang
dilakukan oleh gas sama
dengan nol.
W = P (∆V) = P (0) = 0

16.  Proses isobarik adalah
proses perubahan keadaan
sistem pada tekanan tetap.
 Usaha yang dilakukan oleh
gas adalah
W = P (∆V)
= P (V2 – V1 )

17.  Proses adiabatik adalah
proses perubahan keadaan
sistem tanpa adanya kalor
yang masuk ke sistem atau
keluar dari sistem (gas), yaitu
Q = 0.
 Pada proses adiabatik terjadi
perubahan suhu, tekanan,
dan volume.
 Kurva adiabatik lebih curam
dibandingkan kurva
isotermal.

18.  Proses ini mengikuti rumus Poisson sebagai berikut.
PVγ = tetap atau P1 V1γ = P2 V2γ
TV(γ-1) = tetap atau T1 V1(γ-1) = T2 V2(γ-1)
dengan γ > 1 yang merupakan perbandingan
kapasitas kalor gas pada tekanan tetap Cp dan
kapasitas kalor gas pada volume tetap Cv .
Besaran γ disebut konstanta Laplace.
γ = Cp / CV
• Besarnya usaha pada proses adiabatik yaitu

19.  Suatu sistem berupa 0,12 mol gas ideal dihubungkan
dengan reservoir termal untuk menjaga suhu konstan
(isotermal) pada 9,80 C. Sistem memiliki volume awal
1,3 L dan melakukan usaha W = 14 J. Hitunglah:
a. volume akhir
b. Tekanan akhir
(Jawaban: a. 1,4 L; b. 2 atm)

20.  Sejumlah udara berekspansi secara adiabatik dari
tekanan awal 2 atm dan volume awal 2 liter pada
temperatur 200 C menjadi dua kali volume awalnya.
Diketahui nilai γ = 1,4. Hitunglah:
a. tekanan akhir
b. Temperatur akhir
c. usaha yang dilakukan
(Jawaban: a.0,758 atm; b.222 K = -51o C; c.245 J)