Ahmaddahlan.NET – Dalam Thermodinamika, Perubahan energi dalam (ΔU) tidak bergantung pada proses namun pada keadaan awal dan keadan akhir dari sistem tersebut. Sebagaimana yang diketahui bahwa terdapat empat jenis keadaan dalam termodinamika yakni Isohorik, Isobarik, Isotermal dan Adiabatik.
Besar perubahan energi dalam (ΔU) dari masing-masing keadaan tersebut dapat dihitung sebagai berikut :
Daftar Isi
A. Proses Isobarik
Pada keadan isobarik, perubahan keadaan gas terjadi pada tekanan tetap. Usaha yang dilakukan gas dalam proses ini adalah
W= P\int dV
W = P(V_2-V_1)
Maka besar perubahan energi dalam berdasarkan hukum Termodinamika I pada keadaan Isobarik adalah :
Q=ΔU+W
Q = ΔU + P(V_2-V_1)
Pada gas monoatomik persamaannya adalah :
Q = \frac{3}2{}nR(T_2-T_1)-P(V_2-V_1)B. Proses Isohorik
Proses Isohorik adlah proses dimana perubahan kondisi gas terjadap dalam keadaan volume tetap, dengan demikian maka besar usaha yang dikerjakan oleh gas adalah :
W= P\int dV=0
Sehingga hukum Termodinamika I dapat dituliskan sebagai berikut :
Q=ΔU+W
Q=ΔU+0
Q= U_2-U_1
Pesamaan Q = ΔU ini menunjukkan bahwa kalor yang diberikan ke dalam sistem digunakan sepenuhnya untuk merubah energi dalam pada sistem tersebut. Jika persamaan ini diaplikasikan ke persamaan energi dalam gas ideal monoatomik maka didapatkan Persamaan umum Keadaan Gas Ideal pada keadaan Isohorik yakni
Q=ΔU=\frac{3}{2}nR.ΔTC. Proses Isotermal
Proses Isotermal adalah perubahaan keadaan gas pada suhu tetap. Besar usaha yang dihasilkan pada proses isotermal adalah :
W= P\int dV
Karena :
PV = nRT
maka
W=nRT\int\frac{dV}{V}W=nRT.ln(V_2-V_1)
Pada proses Isotermal tidak terjadi perubahan suhu sehingga ΔT = 0. Jika tidak terjadi perbuahan suhu maka dapat ditarik kesimpulan jika tidak terjadi perubahan energi dalam sehingga ΔU = 0. Dengan persamaan hukum Pertama Termodinamika pada proses isotermal dapat dituliskan sebagai berikut :
Q = ΔU + W = 0 + W
Q = nRT.ln(V_2-V_1)
D. Adiabatik
Adiabtik adalah perubahan kondisi dalam gas tanpa melibatkan kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem sehingga Q = 0. Dengan demikian Hukum Termodinamika I proses Adiabatik dapat ditulis dengan persamaan berikut :
Q = ΔU + W
0 = ΔU + W
atau
W = ΔU
Persamaan W = ΔU menunjukkan bahwa usaha yang dilakukan sistem mengakibatkan perubahan energi dalam ΔU. Perubahan ini bisa bernilai positif bisa bernilai negatif.
Persaman Hukum Termodinamika I untuk gas idela monoatomik pada proses Adibatik adalah :
W = - ΔU=\frac{3}{2}nR(T_2-T_1)
