Sistem gas dalam ruang tertutup mengalami proses isokhorik besaran yang mengalami perubahan adalah

Kita sempat membahas hukum termodinamika di artikel sebelumnya. Termodinamika sendiri merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang usaha untuk mengubah kalor menjadi energi. Cabang ilmu ini berkaitan erat dengan aliran energi panas dari satu benda ke benda lain, proses, dan akibat dari perpindahan energi tersebut. Salah satu contoh – dari cabang ilmu ini, yang dapat kita temukan sehari-hari adalah kondensasi pada permukaan kaca yang dingin.

Termodinamika memiliki empat hukum yang berkaitan dengan kesetimbangan termal, kekekalan energi, alur kalor pada objek, dan kondisi temperatur nol absolut. Selain itu, dalam cabang ilmu ini juga terdapat apa yang disebut sebagai proses termodinamika. Proses ini adalah proses yang dialami oleh suatu sistem yang melibatkan perubahan energi akibat perubahan tekanan, volume, temperatur, atau perpindahan kalor.

(Baca juga: Apa itu Hukum Termodinamika?)

Proses perubahan energi ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu proses isokhorik, proses isobarik, proses isotermal, dan proses adiabatik.

Proses Isokhorik

Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan termodinamika yang terjadi pada volume konstan atau tetap. Karena volumenya tetap, sistem tidak melakukan ataupun menerima usaha dari lingkungannya. Kita dapat merumuskannya dengan W = 0. Dengan begitu, kita memperoleh rumus untuk hukum I, sebagai berikut.

ΔQ = ΔU

Pada proses isokhorik, kalor yang diberikan kepada sistem hanya digunakan untuk menaikkan energi di dalamnya.

Proses Isobarik

Proses selanjutnya adalah isobarik. Proses ini merujuk kepada perubahan keadaan termodinamika dalam tekanan konstan. Usaha pada proses isobarik (W) dapat dirumuskan sebagai hasil kali antara tekanan (P) dan perubahan volume (ΔV). Dalam rumus matematika, kita dapat menjabarkan proses isobarik sebagai berikut.

W = P x ΔV

Pada proses isobarik, hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.

ΔQ = ΔU + ΔW

Proses Isotermal

Sesuai dengan namanya, proses isotermal merupakan proses perubahan keadaan termodinamika yang terjadi pada suhu konstan atau tetap. Suhu konstan tersebut menyebabkan tidak ada perubahan energi dalam sistem atau ΔU = 0. Dalam hukum I, kita dapat merumuskan proses isotermal sebagai berikut.

ΔQ = ΔW

Proses Adiabatik

Proses yang terakhir adalah proses adiabatik. Proses ini merujuk kepada perubahan keadaan termodinamika yang berlangsung tanpa disertai perpindahan kalor antara sistem dan lingkungannya. Kalor sistem yang konstan menyebabkan tidak terdapat perubahan kalor di dalam sistem. Dalam matematika, kita dapat merumuskannya sebagai ΔQ = 0. Dalam hukum I, proses adiabatik dapat dinyatakan sebagai berikut.

ΔW = -ΔU

23.5.17

INIRUMAHPINTAR- Sebutkan dan Jelaskan Ciri-Ciri Proses Isotermik, Isokhorik, Isobarik, Adiabatik? Bagaimana bentuk grafik Proses Isotermik, Isokhorik, Isobarik, Adiabatik? Sebelum menjawab pertanyaan ini, saya menginformasikan bahwa materi ini adalah bagian dari bidang studi atau mata kuliah IPA Fisika di tingkat Sekolah Menengah Atas (SMA) dan perguruan tinggi. Nah, begini penjelasannya. Pernahkah mendengar istilah energi? Energi itu tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, yang bisa dilakukan hanyalah mengubah bentuk energinya. Selanjutnya, gas adalah bagian dari unsur-unsur penting di alam semesta. Dalam ilmu Fisika, proses yang dialami oleh gas dalam ruang tertutup terdiri dari proses Isotermik, Isobarik, Isokhorik, dan Adiabatik. Ada pula ciri-ciri dan hukum-hukum yang berlaku dalam setiap proses tersebut. Materi ini sangat erat kaitannya juga dengan hukum I Termodinamika dimana Q = w + ∆U ( Q=kalor, W=usaha, dan ∆U = perubahan energi dalam). Rumus tersebut menjelaskan bahwa simbol yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang disalurkan ke sistem akan mengakibatkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam.

Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika. Termodinamika yaitu kajian tentang panas (kalor) yang berpindah. Nah, jika proses perpindahan berlangsung dalam suhu konstan (tetap), maka proses tersebut dikenal dengan istilah proses isotermik. Jika berlangsung dalam suhu konstan, tidak ada perubahan energi dalam dan berdasarkan hukum I termodinamika, kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan oleh sistem. Pada proses isotermik berlaku hukum Boyle.

Proses isotermik dapat diilustrasikan dalam grafik P - V seperti di bawah ini dimana usaha yang dilakukan dan kalor dinyatakan sebagai berikut: (V2 dan V1 adalah simbol volume akhir dan volume awal gas).

Q = W = nR1n V2/V1

Ciri-ciri proses isotermik secara umum dapat diformulasikan sebagai berikut:

PV = tetap
suhu tetap (konstan)
∆V = 0 (Perubahan energi = 0)
Q = W ( Kalor = Usaha)
Grafik hubungan P dan V berupa hiperbola

Jika gas mengalami proses termodinamika dalam volume Iyang konstan maka gas yang dikatakan mengalami proses isokhorik. Dengan kata lain, jika gas dalam volume konstan (∆V) maka gas tidak mengalami usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi di dalamnya. Simbol yang mewakili kalor gas pada volume konstan yaitu Qv sehingga dinyatakan Qv = ∆U. Proses ini sesuai dengan hukum Gay-LUssac.

Dengan demikian, ciri-ciri proses isotermik secara umum dapat diformulasikan sebagai berikut:

V = tetap (Suhu Tetap)
p/T = konstan
W = 0
Qv = ∆U
Grafik hubungan P dan V berbentuk vertikal

Jika gas mengalami proses termodinamika denga menjaga tekanan tetap konstan maka gas dikatakan mengalami proses isobarik. Jika gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W=p∆V). Kalor di sini adalah kalor gas pada tekanan konstan Qp. Berdasarkan hukun I termodinamika, pada proses isobarik berlaku hubungan formulasi:

Qp = W + ∆U

Perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan. Hal ini dituliskan sebagai berikut.

Qv = ∆U

Dari sini usaha gas dapat dinyatakan dalam bentuk:

W = Qp - Qv

Jadi, usaha yang dilakukan gas (W) dapat dirumuskan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (Qv).

Secara umum, ciri-ciri proses isobarik dirumuskan sebagai berikut:

P (tekanan) = tetap
W = Qp - Qv
Qp = W + ∆U
Qv = ∆U
Grafik hubungan P dan V berupa garis lurus mendatar.

Dalam proses adibatik, tidak ada kalor yang masuk atau yang dikeluarkan oleh sistem (Q=0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi di dalamnya (W=∆U). Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik maka tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2. Usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan dengan:

W = 1 / ㄚ ((p1V1 - p2V2)

ㄚ adalah tetapan Laplace atau konstanta yang diperoleh dari perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (ㄚ >1)

Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p -V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p - V pada proses isotermik tetapi dengan tingkat kelengkungan yang lebih curam. Secara umum ciri-ciri proses adiabatik dirumuskan sebagai berikut:

pV = konstan
p1v1 = p2V2
Q=0
W=∆U
Grafik hubungan P dan V berupa hiperbola yang sedikit lebih curam dibandingkan grafik proses isotermik

Begitulah penjelasan lengkap tentang Ciri-Ciri Proses Isotermik, Isokhorik, Isobarik, Adiabatik. Semoga penjelasan lengkap dan unik di atas memberikan sumbangsi ilmu yang bermanfaat dan penuh keberkahan.

Proses Isokhorik adalah proses termodinamika dimana volume gas dijaga tetap. Sehingga;

Karena volume dijaga tetap maka usaha pada isokhorik bernilai nol.

Jadi jawaban yang benar adalah A.