Proses & Siklus Termodinamika

Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna

Dalam termodinamika fluida kerja sanggup mengalami proses fisis yg disederhanakan menyerupai isotermal, isokhorik, isobarik, & adiabatic.

1. Isotermal
   Isotermal ialah proses termodinamika yg terjadi dengan temperatur konstan. Contoh positif dari proses ini ialah jikalau sebuah piston mengalami perluasan secara perlahan sehingga temperatur terjaga konstan.
2. Isobarik
   Proses isobarik ialah proses termodinamika yg berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini biasanya digambarkan oleh sistem piston silinder.
3. Isokhorik
   Isokhorik merupakan proses termodinamika yg terjadi pada volume konstan. Biasanya proses ini terjadi pada tanki kaku untuk menyimpan gas bertekanan tinggi. Kerja yg terjadi pada proses isokhorik selalu nol, hal ini dikarenakan tidak a&ya perubahan2 volume. Secara matematis sanggup dijabarkan menjadi:
4. Adiabatik
   Adiabatik ialah proses termodinamika yg terjadi pada ketika sistem terinsulasi sempurna. Artinya tidak ada kalor yg masuk / keluar dari sistem.

Siklus Termodinamika

Siklus termodinamika ialah ga.bungan dari beberapa proses termodinamika yg dimulai & berakhir di keadaan yg sama dalam satu siklusnya. Ada dua jenis siklus termodinamika yaitu siklus daya kalor & pompa kalor. Siklus daya kalor ialah siklus yg melkamusi konversi kalor menjadi kerja dalam permesinan menyerupai mesin Otto, Diesel, & lain-lain. Se&gkan siklus pompa kalor ialah siklus yg melkamusi sistem refrigerasi yg mekhasiatkan kerja eksternal menjadi pengaruh pendinginan & pemanasan.

Perbedaan siklus daya kalor & pompa kalor dalam diagram Tekanan -Volume sanggup dilihat pada gambar 1 dibawah ini.

 Gambar 1. (a) Siklus daya kalor, (b) Siklus pompa kalor

Gambar 1a merupakan pola dari siklus daya. Siklus sanggup dimulai dari titik mana saja alasannya ialah akan mengalami proses & berakhir ditempat semula dalam satu siklusnya. Dalam sebuah siklus termodinamika, kerja yg dihasilkan merupakan salah satu tinjauan utama. Untuk menghitung kerja yg dihasilkan ini perlu ditinjau masing-masing proses dalam siklus, Dalam siklus ini terdapat empat proses yaitu:

• Proses a-b yaitu proses isokhorik pada 1 m³ dari tekanan 1 Pa ke tenakan 3 Pa. Dengan menggunakan definisi kerja maka besarnya kerja dalam proses ini ialah nol (0) alasannya ialah tidak ada perubahan2 volume.
• Proses b-c yaitu proses isobarik pada tekanan 3 Pa dari volume 1 m³ ke 3 m³. Sehingga besarnya kerja pada siklus ini ialah

• Proses c-d yaitu proses isokhorik pada volume 3 m³ dari tekanan 3 Pa ke 1 kPa. Pada proses ini juga tidak menghasilkan kerja alasannya ialah tidak ada perubahan2 volume.
• Proses d-a yaitu proses isobarik pada tekanan 1 kPa dari volume 3 m³ ke 1 m³. Pada proses ini kerja yg dihasilkan ialah:

Dari keempat proses di atas maka sanggup dihitung kerja yg dihasilkan dalam satu siklus ialah

Pada siklus ini dihasilkan kerja dalam satu siklusnya ialah 4 Joule. Nilai kerja ialah positf artinya sistem ini melaksanakan kerja.

Untuk siklus pada gambar 1b merupakan siklus pompa kalor. Jika dihitung dengan cara yg sama maka di dapatkan kerja yg dihasilkan sistem dalam satu siklus yaitu -4 Joule. Nilai negatif berarti sistem mendapatkan kerja dari luar.