Amatilah diagram mesin kalor berikut. Proses CA, AB, dan BC adalah proses isokorik, isobarik, dan adiabatik. Jumlah gas monoatomiknya 0,001 mol. Jika TA = 300 K, TB = 800 K.T C= 500 K maka usaha total dari proses yang dilakukan gas adalah ....

Jawaban : usaha total dari proses 0,0205 J Pembahasan : Pada gambar diatas terdapat 3 proses, yaitu : CA : proses isobarik ( tekanan tetap) AB : proses isokorik ( volume tetap) BC : Proses adiabatik Proses Isobarik (Tekanan selalu Konstan) Proses isobarik merupakan proses perubahan sistem pada tekanan tetap. Jika sejumlah kalor diberikan kepada sistem dengan tekanan tetap, volumenya akan bertambah seiring pertambaham kalor yang masuk. Ini berarti sistem melakukan usaha. Berdasarkan uraian tersebut, pada proses isobarik berlaku persamaan: V1/T1 = V2/T2 Sedangkan besarnya usaha yang dilakukan = luasan yang diarsir grafik p-V di bawah , rumus usahanya : W = p ΔV W = n R ΔT Perubahan energi dalam sistem dinyatakan dengan persamaan berikut. ΔU = Q – W Proses Isokhorik (Volume selalu Konstan) Pada proses isokhorik, sistem tidak mengalami perubahan volume, walaupun sejumlah kalor memasuki atau keluar sistem. Ini memberikan pengertian bahwa sistem tidak melakukan atau menerima usaha. Dengan kata lain, usaha yang dilakukan sistem atau yang dilakukan lingkungan pada sistem sama dengan nol (W= 0) Jadi, pada proses isokhorik berlaku persamaan: ΔU = Q - W ; W = 0 (Sistem tidak melakukan kerja terhadap lingkungan) ΔU = Q - 0 ΔU = Q Persamaan proses isokorik Proses Adiabatik Proses adiabatik adalah proses perubahan sistem tanpa ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem. Walaupun tidak ada kalor yang masuk atau keluar, tetapi suhunya tidak tetap. Proses adiabatik dapat dilakukan dengan cara menutup sistem serapat-rapatnya, sehingga tidak ada pertukaran kalor dengan lingkungan. W = - ΔU W = -3/2 n R ΔT Penghitungan : diketahui : n = 0,001 mol TA = 300 K, TB = 800 K, TC= 500 K Ditanya : usaha total dari proses ( W) Jawab : 1. Isobarik (CA) W = n. R. ΔT W = 0,001. 0,082. ( 300-500) W = -0,0164 J 2. Isokorik (AB) W = 0 J 3. Adiabatik (BC) W = -ΔU W = - 3/2 n. R. ΔT W = -3/2. 0,001. 0,082. ( 500-800) W = - 0,015. 0,082.( -300) W = 0,0369 J W total = -0,0164 J + 0J + 0,0369 J W total = 0,0205 J Jadi usaha total proses adalah + 0,0205 J