P3. Perpindahan Kerja PADA TERMODINAMIKA.pdf

P3. Perpindahan Kerja PADA TERMODINAMIKA.pdf

2. KERJA
Dalammekanika,kerjadibutuhkanuntuk
memindahkansuatuobyekdarisatutitikketitik
lainnya.Jikasistemmengalamipergeserankarena
beraksinyagaya,disebutKERJA
Kerjayangdilakukanolehbagiansistempadasistem
yaglaindisebutKERJAINTERNAL(mikroskopik),
sedangkankerjayangdilakukansistemkelingkungan
atausebaliknyadisebutKERJAEKSTERNAL.
Yangberperandalatermodinamikabukankerja
internal,melainkankerjaeksternal.

3. PROSES QUASI-STATIC
Adalahprosesdalamkeadaanidealdenganhanya
mengubahsedikitsajagayaeksternalyangberaksi
padasistem,sehinggagayatakberimbangnyasangat
kecil.
Prosesquasi-staticmerupakansuatupengidealanyang
dapatditerapkanuntuksegalasistemtermodinamika,
termasuksistemlistrikdanmagnetik.

4. Banyakprosesdicirikanolehbeberapabesaranyang
konstanselamaproses,prosessepertiinimerupakan
prosesquasi-statik,yaitu:
Prosesisokhorik
Prosesisotermal
Prosesisobar
Adiabatik

5. Kerjabukanlahsifatsuatusistem,
karenakerjahanyaadaapabila
terdapatproses.Olehkarenaitu,
menuliskandiferensialkerjasebagai
bukandW.Simbol menyatakan
“sejumlahkecildarikerja”.
Gasmemuaimelawanpenghisap,
kerjayangdilakukanolehgasuntuk
menggeserpistonadalah
Kerjatotaluntukmengubahvolume
dariV
imenjadiV
f,adalahdVpdsFW ..
KERJA padaGAS DALAM SILINDER 

f
i
V
V
dVpW W

6. JikaFberlawananarahdenganpergeserandsbila
pistonbergeraksearahgaya(dVadalahpositif).
Namunapabilamukapistonsebagaisistem,maka
kerjayangdilakukanpadamukapistonolehgaya
tekanangasberharganegatif

f
i
V
V
dVpW

7. Jikagas dikompresi/ ditekan
dVberharganegatif
Kerjayang dilakukanpadagas adalahpositif
Jikagas memuai/ ekspansi
dVberhargapositif
Kerjayang dilakukanpadagas adalahnegatif
Jikavolume gas konstan
Tidakadausahayang dilakukanpadagas.

8. DIAGRAM PV
Digunakanjikatekanandanvolumediketahuisetiap
tahapanproses.
Kerjayangdilakukanpadagasdarikeadaanawalke
keadaanakhiradalahnegatifdanbesarnyasama
denganluasdibawahkurvadiagramPV.

9. DIAGRAM PV
KurvapadadiagramPVadalahlintasandarikeadaan
awaldankeadaanakhir.
Kerjayangdilakukantergantungdaribagianlintasan.
Keadaanawaldanakhiryangsama,dapatmenghasilkan
jumlahusahayangberbeda-beda.

10. Contoh:
Silinderberisigasdengantekanandanvolummula-
mulaadalah200kPadan0,04m
3
kemudianvolum
diperbesarsampai0,1m
3
.tentukankerjayang
dilakukanselamaproses,jikatekanandijagakonstan?
GasmemuaimelaluihubunganpV
1,2
=konstan=C.
Volumgasmula-mulaadalah0,5m
3
dantekanan
mula-mulasebesar5x10
5
Pa.Volumakhiradalah1m
3
.
hitungkerjayangdilakukanolehgas?

11. Perhitungankerjauntukproses
quasi-static
KasusI:
Pemuaianataupemampatanisotermikyangquasi-
staticdarigasideal,diperolehkerja:
KasusII:
Pertambahantekananisotermikquasi-staticpadazat
padat,diperolehkerja:








i
f
V
V
V
V
nRTWdVpW
f
i
ln 

f
i
V
V
dVpW

12. dVdapatdiekspresikanmenjadi
karena:
Kompresibilitasisotermal:
Isotermik(dT= 0), sehingga
maka, kerjadP
P
V
dT
T
V
dV
TP
















 TP
V
V









1 dPVdV )(
2
22
if
PP
V
W 



13. Contoh:
Dalamgasidealterdapat2kmolgasyang
dipertahankanpadasuhutetap0
o
C,dimanagasitu
dimampatkandarivolume4m
3
menjadi1m
3
.JikaR=
8,314J/molK,berapakJ-kahkerjayangtimbul?
Tekananpadatembagapadatbermassa100kg
ditambahsecaraquasi-staticdanisotermikpadasuhu
0
o
Cdari1000atm(1,01325x10
5
Pa).Jikadiketahui
massajenisnyaadalah8930kg/m
3
, 7,16x10
-12
Pa,
berapakJ-kahkerjayangtimbul?

14. KERJA DALAM SISTEM SEDERHANA

15. Contoh:
Suatudielektrikdaribahanferromagnetikbarium
stronsiumtitanat(Ba
xSr
1-xTiO
3)mempunyai
persamaankeadaan:
denganmerupakanfungsidariTsaja.Buktikanlah
bahwakerjayangdilakukandalamperubahan
isotermikquasi-staticdarikeadaanitudirumuskan:E
V

    
2
1
2
2
2
1
2
2
2
1
2





V
EE
V
W