Rumus usaha dalam termodinamika

Mata pelajaran: Fisika   

Kelas: 11 SMA

Kategori: termodinamika

Kata kunci: usaha termodinamika

Kode kategori berdasarkan kurikulum KTSP: 11.6.10

Jawaban:

Secara umum, usaha termodinamika dirumuskan sebagai:

W = p ( ΔV) = p (V2 – V1)

 

Selanjutnya, usaha yang dilakukan oleh sistem (gas) terhadap lingkungannya
bergantung pada proses -proses dalam termodinamika, di antaranya proses
isobarik, isokhorik, isotermal, dan adiabatik.

 

Pada proses isokhorik, usaha termodinamiknya bernilai nol karena perubahan
volumnya juga nol.

 

Pada proses isotermal, usaha termodinamiknya dirumuskan dengan:

W = n.R.T ln (V2/V1)

 

Pada proses adiabatik, usaha termodinamiknya dirumuskan dengan:

 W = 

dimana y adalah tetapan Laplace.

Pembahasan lebih lanjut:

Berikut ini contoh soal usaha termodinamika:

Diketahui:

V1 = 3 liter

V2 = 4 liter

P = 2×10⁵ Pa

 

Ditanya:

W = ?

 

Jawab:

Soal tersebut terjadi pada proses isobaris karena tekanannya tetap.

Untuk mencari usaha, gunakan persamaan

W = p ( ΔV) = p (V2 – V1)

W = 2×10⁵ (4 L – 3 L) × 10–3 m3 = 200 Joule.

Jadi usaha yang dilakukan gas sebesar 200 Joule.

 

 

Nilai W dapat berharga positif atau negatif bergantung pada ketentuan
berikut:

a. Jika gas memuai sehingga perubahan volumenya berharga positif, gas
(sistem) tersebut dikatakan melakukan usaha yang menyebabkan volumenya bertambah.
Dengan demikian, usaha W sistem berharga positif.

b. Jika gas dimampatkan atau ditekan sehingga perubahan volumenya berharga
negatif, pada gas (sistem) diberikan usaha yang menyebabkan volume sistem
berkurang. Dengan demikian, usaha W pada tersebut sistem ini bernilai negatif.